大功率低压大电流开关电源的研究

高频化论文 移相全桥ZVS论文 硬开关论文
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软开关技术是直流变换装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术。本文采用的是移相全桥零电压开关的直流变换器,移相全桥ZVS的开关器件在开通或关断的过程中,加在其上的电压为零,也就是零电压开关,这种开关方式显著地减小了开关损耗的开关过程中激起的振荡,可以大幅度地提高开关频率,为开关电源小型化、高效率创造了条件。移相全桥ZVS直流变换器是大中功率开关电源的主要形式,这类变换器通过改变全桥对角线上下开关管驱动电压移相角的大小来调节输出电压,让超前臂开关管的控制极上电压超前于滞后臂开关管控制极上电压的一个相位,并且在控制器的控制端对同一桥臂的两个反相驱动电压设置不同的死区时间,巧妙利用变压器漏感和谐振电感和开关管的结电容来完成谐振过程,实现零电压开通或关断,错开开关器件高电压同时出现的硬开关状态,抑制感性关断电压尖峰和容性开通时管温过高,减少了开关损耗与干扰。本文详细地说明了移相全桥ZVS的工作原理,并且给出了主电路的参数。本文给出了本系统软件如主程序、中断子程序、数字调节器和滤波子程序等环节的设计流程。论文还给出了系统硬件功能框图,并对其中一些硬件电路进行了详细的阐述。数字化移相PWM直流变换装置控制系统硬件结构简单,易于实现;软件设计简单实用,可靠性强,便于实现所有设计功能;主电路参数设计正确合理,能满足实际变换器装置的设计要求,从而验证了所选方案的正确性。
摘要第4-5页
Abstract第5页
第1章 引言第8-16页
    1.1 电力电子器件的发展第8-10页
    1.2 电力电子的变换技术第10-12页
    1.3 电力电子的控制技术第12页
    1.4 直流变换器的软开关技术第12-14页
    1.5 本文的主要内容第14-16页
第2章 移相全桥 ZVS 变换器的基本原理第16-34页
    2.1 移相全桥 ZVS 变换器工作原理第16-25页
    2.2 实现 ZVS 的条件第25-26页
    2.3 移相全桥 ZVS 变换器的几个关键问题的研究第26-33页
        2.3.1 变压器副边的占空比丢失问题第26-28页
        2.3.2 提高滞后桥臂 ZVS 的范围第28-30页
        2.3.3 变压器直流分量的抑制第30页
        2.3.4 输出整流二极管的电压振荡问题第30-33页
    2.4 本章小结第33-34页
第3章 主电路设计与仿真分析第34-47页
    3.1 拓扑结构第34页
    3.2 主电路的参数设计第34-43页
        3.2.1 十二相脉波整流第34-39页
        3.2.2 高频变压器的设计第39-41页
        3.2.3 超前桥臂的谐振电容的设计第41-42页
        3.2.4 滞后桥臂谐振电容和谐振电感的设计第42-43页
        3.2.5 隔直电容的选取第43页
    3.3 主电路仿真第43-46页
    3.4 本章小结第46-47页
第四章 移相全桥 ZVS 的硬件软件设计第47-59页
    4.1 硬件设计第47-52页
    4.2 软件设计第52-58页
        4.2.1 移相全桥 ZVS 变换器的小信号建立和分析第52-55页
        4.2.2 软件流程设计第55-58页
    4.3 本章小结第58-59页
第五章 实验及结果分析第59-63页
    5.1 实验要求第59页
    5.2 实验波形分析第59-62页
    5.3 本章小结第62-63页
总结与展望第63-64页
致谢第64-65页
参考文献第65-68页
附录第68页
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