峰值电流控制型ZVS全桥变换器的研究与应用

摘要

本文研究了加钳位二极管的移相全桥ZVSPWMDC/DC变换器的工作原理和软开关技术的实现，和传统移相全桥ZVSPWMDC/DC变换器比较，该变换器增加了滞后桥臂ZVS的实现范围，抑制了副边的寄生振荡和电压尖峰。文中比较了电源实际的工作波形和仿真波形，验证了变换器理论分析的正确性。 在变换器的控制方式上，分析了全桥变换器的峰值电流控制方式，得出了全桥变换器的小信号模型和斜坡补偿的规律，比较和分析了峰值电流控制和电压控制两种控制方式的系统特性，并对峰值电流控制型全桥变换器的补偿网络进行了设计。 在理论分析的基础上，完成了变换器的工程实现，设计和实现220V/10A直流电力操作电源样机，文中对电源的主电路、控制电路、驱动电路、保护电路、均流电路部分进行了详细的设计，给出了理论设计参数和实际的优化参数，对实际电源的设计具有参考意义。 最后，对电源进行了损耗分析，重点分析了开关器件和磁性元件的损耗，并对电源样机的各种性能指标进行测试。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1开关电源概述

1.2移相全桥ZVS PWM DC/DC全桥变换器

1.2.1传统移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器

1.2.2改进的移相控制PWM DC/DC全桥变换器

1.2.3论文采用的变换器拓扑

1.3开关电源控制方法

1.3.1电压控制方式

1.3.2电流控制方式

1.3.3论文采用的控制方式

1.4论文的研究目标及主要工作

1.4.1论文的研究目标

1.4.2论文的主要工作

第二章、加钳位二极管的移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器的研究

2.1概述

2.2加钳位二极管的移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器

2.3和传统全桥ZVS变换器的比较

2.3.1工作过程比较

2.3.2 ZVS实现比较

2.4副边整流输出吸收回路

2.4.1常用的副边整流吸收回路

2.4.2论文采用的副边整流吸收回路

2.5变换器的实验及仿真波形

2.5.1原边电压波形

2.5.2未加RLCD的副边电压波形

2.5.3加RLCD时的副边电压波形

2.5.4原边变压器电流波形

2.5.5谐振电感电流波形

2.5.6钳位二极管电压波形

2.6本章小结

第三章、峰值电流控制型全桥变换器的小信号特性

3.1峰值电流控制型的斜坡补偿分析

3.1.1峰值电流和平均电流之间的误差

3.1.2电压反馈开环时系统的不稳定情况

3.2峰值电流控制型移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器

3.2.1变换器的工作原理

3.2.2变换器的斜率补偿分析

3.2.3变换器的小信号模型

3.2.4反馈补偿网络的传递函数

3.2.5电流控制型变换器系统传递函数

3.2.6电流和电压控制模式的性能比较

3.3本章小结

第四章、变换器的工程实现

4.1主电路结构及参数设计

4.1.1软启动电路设计

4.1.2输入整流滤波电路设计

4.1.3全桥逆变器设计

4.1.4输出整流滤波电路的设计

4.2控制电路结构及参数设计

4.2.1 UC3875外围电路

4.2.2电压外环设计

4.2.3电流内环设计

4.3驱动电路设计

4.4保护电路设计

4.5均流电路设计

4.5.1均流电路

4.5.2均流实验结果

4.6本章小结

第五章、电源的损耗分析及性能测试

5.1电源的损耗分析

5.1.1开关器件的损耗分析

5.1.2磁性元件的损耗分析

5.1.3其他损耗

5.2电源的性能指标测试

5.2.1效率测试

5.2.2纹波系数测试

5.2.3负载调整率

5.2.4电网调整率

5.2.5温升及最大功率测试

5.3本章小结

第六章、总结与展望

6.1论文的主要工作

6.1.1论文中的研究及改进

6.1.2样机的工程实现

6.2需进一步完善的工作

攻读硕士学位期间所发表的论文

参考文献

致谢