零电压转换PWM技术的研究及其在直流-直流变换器中的应用

摘要

高频软开关技术是电力电子学的一个重要的研究方向,它使功率变换器具有高效率、高功率密度、高可靠性和小的电磁干扰,是实现开关电源装置小型化、轻重量、低成本的途径.因此,自80年代以来,人们提出了很多软开关技术.大多数软开关技术是以大幅度地增加开关器件的电压/电流应力为代价降低开关损耗,这导致开关器件的导通损耗显著增加.在传统的零电压转换PWM变换器中,辅助电路在很宽的输入电压和负载变化范围内以最小的电压和电流应力为主开关管提供零电压开关,而且辅助电路与主功率电路相并联,大大减小了辅助电路的损耗,但是辅助开关管是在硬开关下关断,其关断损耗较大.为了减小辅助开关管的关断损耗,提出了一种改进的零电压转换PWM变换器,通过采用四个谐振元件的电路结构实现了主、辅助开关管的零电压和零电流开关.另外,该文对一种新型的两相零电压转换PWM变换器的工作原理及特性进行了深入的分析.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1软开关技术产生的背景

1.2软开关技术的发展概况

1.2.1准谐振变换技术

1.2.2 ZCS PWM和ZVS PWM变换技术

1.2.3移相控制全桥软开关PWM变换技术

1.3零转换PWM技术的提出及其在DC/DC变换器中应用的新进展

1.3.1零转换PWM技术的提出

1.3.2零转换PWM技术在DC/DC变换器中应用的新进展

1.4本论文研究的主要内容

1.5本章小结

第二章零电压转换PWM变换器的分析与改进

2.1硬开关boost变换器的工作原理及基本关系

2.1.1工作原理

2.1.2基本关系

2.2传统的零电压转换PWM boost变换器的工作原理及特性分析

2.2.1变换器的工作原理

2.2.2变换器的特性分析

2.3改进的零电压转换PWM boost变换器的分析

2.3.1变换器的工作原理

2.3.2变换器的基本特点

2.3.3软开关实现的条件

2.3.4改进的零电压转换PWM变换器簇

2.4零电压转换PWM boost变换器的低频小信号分析

2.5本章小结

第三章零电压转换PWM boost变换器的参数设计和仿真

3.1硬开关boost变换器的参数设计和闭环仿真

3.1.1输入电感和输出滤波电容的设计

3.1.2闭环仿真结果及分析

3.2传统的零电压转换PWM boost变换器的参数设计和仿真

3.2.1谐振电感和谐振电容的设计

3.2.2仿真电路、仿真结果及分析

3.3改进的零电压转换PWM boost变换器的参数设计和仿真

3.3.1谐振电感和谐振电容的设计

3.3.2仿真电路、仿真结果及分析

3.4本章小结

第四章控制电路、驱动电路的设计及实验结果分析

4.1控制电路和驱动电路的设计

4.1.1控制电路的设计

4.1.2驱动电路的设计

4.2实验结果分析

4.2.1硬开关boost变换器的实验电路和实验结果

4.2.2传统的零电压转换boost变换器的实验电路和实验结果

4.2.3改进的零电压转换boost变换器的实验电路和实验结果

4.2.4三台实验样机效率的比较

4.3本章小结

第五章新型两相零电压转换PWM变换器的研究

5.1引言

5.2新型两相零电压转换PWM boost变换器的工作原理

5.2.1 D＞0.5时的工作原理

5.2.2 D≤0.5时的工作原理

5.3变换器的基本特点

5.4多相零电压转换PWM变换器

5.5谐振元件参数的设计

5.6仿真结果与分析

5.7本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附录1

附录2