文档介绍：浙江大学硕士学位论文
摘要
论文选取全桥变换器作为主电路拓扑。全桥变换拓扑优点较多,是高质量、大
功率变换的主流拓扑。功率密度的提高必须提高开关频率,这就要求实现开关管的
软开关。高频软开关技术是电力电子学的一个重要的研究方向,是实现功率变换装
置小型化,模块化的基础。而移相控制方式是近年来在全桥变换电路中广泛应用
的一种软开关控制方式。
本文首先分析了基本的全桥移相变换器的工作原理,并结合具体的项
目对开发过程中主要会遇到的问题进行了重点分析。
为了使变换器具有良好的动静态特性,变换器必须实现闭环控制。论文采用了
单电压模式下的闭环控制,提高了变换器的动态性能和稳态性能。但是也对峰值电
流模式下的双闭环控制做了一定的分析与实验。分析过程中针对全桥移相控制
变换器特有的电路性能以及变换器的动态特性,并结合移相控制的特点建立了
全桥移相变换器电路的小信号模型。为变换器控制电路的优化设计提供了
理论依据。
最后论文给出了该变换器原理样机的实验结果,并对结果进行了分析。
浙江大学硕士学位论文
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浙江大学硕士学位论文
第一章绪论
,研究背景及发展方向
变换器将输入的直流电压,经过高频斩波或高频逆变后,通过整流和滤波
环节,转换成所需要幅值的直流电压。
它作为开关电源中的重要组成部分,人们对其性能重量、体积、效率和可靠性
也提出了更高的要求,而高功率密度和大容量化是其主流发展方向之一。
年代开始得到发展并应用的一翎脉宽调制功率变换技术使直流变换器
的设计出现了很大的变化,对常用的线性调节电源本质上为一可控电阻提出了挑
战。随着功率半导体元器件的发展,它可以工作于越来越高的开关频率。在年代,
其工作频率己从最初年代几上升到,并在当时被称作革命。然而在
硬开关下工作的一既变换器,随着开关频率的上升,一方面开关管的开关损耗
会成正比地上升,使电路的效率大大降低另一方面,会产生严重的电磁干扰噪
声。
为了克服前述一翎变换器在硬开关状态下工作的诸多问题,戊戊变换器
中软开关技术的使用越来越普遍,逐渐取代了硬移相全桥软开关变换器的研究
开关技术,己成为趋势。软开关技术是年代初由美国弗吉尼亚电力电子中心李泽
元教授首先提出并应用于优变换器中。由于它具有减少开关损耗、降低电磁干
扰等优点,使其发展迅速,被广泛地引人各类电力电子变换器中,并逐渐推向应用
所谓软开关,就是在功率开关器件开通、关断的瞬间实现零电压或和零电流。最
早的软开关技术是谐振变换器。但是谐振变换器,诸如串联
谐振变换器、并联谐振变换器、以及准谐振变换器和多谐振变换器很难实现控制,
而是通过频率调制方式,来控制。当负载和输入电压在
大范围内变化时,开关频率也需要大范围的变化,这使得变压器及滤波器的设计变
得很困难。为此又提出了一删变换器和一变换器,使电路在一周期内一部
分时间按或准谐振方式运行,另一部分时间按姗方式运行,既具有软开关的
特点,又具有删恒频占空比调节的特点。为了减小开关管和谐振电感、谐振电容
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的电压和电流应力, 在年代相继提出了零电压转换
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概念。和以的思想就是将删控制和谐振变换器结合起来,既可实现恒频控制,
又能实现开关管的软开关,同时也减小了开关管和谐振电感、谐振电容的电压和或
电流应力,在这种类型的电路中,辅助谐振电路与主功率开关管并联,电路中的环
流能量被自动保持在较小的数值,且软开关条件与输入电压和输出负载的变化无关,
是戊变换器技术发展的趋势之一。
目前,软开关技术主要还是利用谐振原理,使开关器件电路在开、关瞬间两
端电压或流过的电流为零,谐振软开关技术在变换器中应用最为广泛。其
中,大功率变换器应用最普遍的是移相控制明全桥变换器。对于各种
谐振开关组成的准谐振变换器,只在小功率沉变换器中得到应用。近年来,软
开关理论和技术受到各国专家学者的广泛重视。现在每年都有大量的论文发表,应
用软开关技术的电子变换器也越来越多地推向市场。相信在不久的将来,软开关理
论将越来越完善,应用也将越来越广泛。
目前全桥变换电路拓扑是国内外一戊变换电路中最常用的电路拓扑之一在中
大功率应用场合更是首选拓扑。这主要是考虑到它具有功率开关器件电压电流额定
值较小,功率变压器利用率较高,开关频率固定,便于控制