文档介绍：基于囊葡嗳湃砜9乇读髡鞅浠黄鞯纳杓摘要近年来,移相全桥变换器已经广泛应用到大功率高频开关电源场合,研究其软开关技术对提高该类变换器的开关频率,降低开关损耗,减小开关电源的体积和重量有着重要的意义,而数字化作为未来电源的重要发展方向,能大大拓宽控制系统的算法,增强系统稳定性和可靠性,具有广阔的研究和应用的前景。本文在分析了软开关技术和数字化开关电源的发展的基础上,设计实现了一种改进的零电压零电流倍流整流变换器,采用变压器和隔直电容串联,滞后桥臂串联二极管。论文首先根据移相全桥源于电路的事实,建立了囊葡嗳湃砜9乇浠黄鞯男⌒藕拍P停致哿讼低车目刂策略,采用峰值电流控制设计实现控制功能。然后根据性能要求,设计出一台幕贒的移相全桥软开关倍流整流/变换器装置,以:诵目刂菩酒捎肅语言编程实现电量采集、数字控制器和ǚ⑸裙δ埽档推骷目9厮鸷模岣弑浠黄鞯男剩纳葡低车电磁兼容性。利用闹芷谥卸虾拖乱缰卸鲜迪忠葡郟波,能有效的减少外围硬件电路,降低了系统的复杂度。为保证系统安全可靠运行,还设计了相应的启动和保护回路。最后,给出了实验结果,变换器电路的功率器件均能实现较宽范围的软开关,其中超前桥臂开关管实现了零电压开通,滞后桥臂开关管实现了零电流关断,副边整流二极管电流下降为零后自然关断,装置电磁兼容性得到提高。关键词:移相全桥倍流整流软开关峰值电流控制
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第一章绪论课题研究背景和意义开关电源在现代生产生活中的应用日益广泛,未来开关电源正朝着小型化、智能化方向发展。提高开关频率是解决开关电源小型化的重要手段方向之一,可以有效地减小变换器中电感、电容和变压器的体积,提高开关变换器的功率密度,但是随之出现的开关损耗和电磁干扰增加等问题,降低了变换器效率和可靠性,给高频化电源的发展提出了新的挑战。因此,软开关技术作为一种降低开关损耗、改善电磁干扰、提高系统效率义。另外,许多应用场合都要求电源具有更高的性能指标并且具有信息交换和存储等能力,这也使得基于各种微控制器和数字信号处理器的数字控制技术在电源系统中得到了两端电压不为零时开通,或流过电流不为零时关断。硬开关过程中,有许多因素制约了变换器开关频率的提高:一是开关管在硬开关方式下,其开关过程中的电压和电流存在交叠部分,产生开关损耗,且这种损耗随着开关频率的提高而增加,使得变换器效率很低:二是,由于变换器电路中一些寄生参数的存在,器件电流和电压在开关过程中存在振荡,电压电流轨迹超出功率器件的安全运行区,最终会损坏开关管。软开关技术正是针对硬开关技术中存在的上述问题而发展起来的,它能有效减小开关损耗和开关过程中的电磁干扰,对提高开关频率和变换器效率、提高电磁兼容性、减小变换器体积重量,具有重要意义。软开关包括软开通和软关断,软开通指在开关管电压降为零时使开关管开通,软关断指在电流降为零后使开关管关断。移相全桥软开关变换电路是目前中大功率场合下应用最广的软开关变换器拓扑结构之一,可用于通信用/一次电源、分布式军用电源等系统中。这种变换器,主要是利用变压器漏感与输出电感、开关管的寄生电容等器件,不需要另加谐振电路或辅助开关,仅能实现功率器件的零电压及零电流开关。在大功率变换器技术中,移相全桥软开关变换器因其简单的电路结构、较低的开关电压电流应力以及较高的变压器磁芯利用率等优点而著称。当然在采用全桥软开关变换器时,还需要解决控制过程存在的占空比丢失、滞后管不易实现在低电压高电流输出的变换器中,副边整流电路的设计在很大程度上影响了变换器的输出效率,而采用倍流整流结构能有效的提高变换器效率。倍流整流电路的两个输出整流二极管都可以实现自然换流,消除了二极管在反向恢复时可能会引起的电压振荡和广西大学硕士学位论文基于囊葡嗳湃砜9乇读髡鞅浠黄和可靠性的重要手段,对于实现电力电子装置高频、高效、高可靠性运行具有重要的意越来越广泛的应用。世纪年代开始发展并得到应用的/β时浠患际酰且恢钟部9丶际酰它是指功率开关管在开通关断时,开关管上的电压和电流不等于零,也就是迫使器件在零电压等问题。
国内外的发展现状点成为目前应用较为广泛的整流结构之一。随着电力电子装置集成化小型化发展,以及各种先进控制方法在电力电子学中的不断应用,传统的模拟控制电路因为其动态响应慢、参数整定不方便、温漂和老化问题严形式的数值计算取代模拟硬件电路,大大简化控制电路的硬件结构,减少外围器件数目,还能避免模拟信号传递的畸变失真,减少外部电磁信号干扰,尽量降低元件性能变化对系统的影响,大大提高系统可靠性和抗干扰能力。另外,电力电子装置数字控制技术还可以实现运行数据的自动储存和故障自动诊断,以及远程监控和通讯,有助于实现电力本设计结合移相全桥和倍流整流电路,能够实现变压器原边功率器件的零电压零电关