电流源型桥式PWM变换器软开关策略研究

摘要

随着电力电子技术的快速发展，开关电源技术得到不断地进步与创新，以DC/DC变换器为核心的开关电源得到越来越广泛地应用，成为目前电源产业的重要发展方向之一，其中全桥PWM变换器作为一种典型的DC/DC变换电路被普遍运用于高压大功率的场合中。然而随着开关电源高频化的发展需要，传统PWM功率变换器因其硬开关的工作方式，使得开关损耗和EMI问题加剧，为此软开关技术被提出，电压源型全桥PWM变换器和电流源型全桥PWM变换器是两种典型的全桥软开关电路，然而在以复合型器件IGBT为主的高压大功率情况下，因其关断时存在拖尾电流使得零电流关断方式更优于零电压开通方式，且电压源型变换器拓扑中前端滤波电解电容寿命极大限制了变换器的工作寿命，从而使得电流源型全桥PWM变换器相比于电压源型有更大的优势和发展空间。由于传统的电流源型全桥PWM变换器工作中存在滞后桥臂换流和占空比丢失等问题，因此本文在传统电路基础上添加辅助换流电路，并对优化改进后的电路进行研究。
　　本文首先概述了开关电源的发展趋势，阐述了软开关技术对于开关电源的重要性；其次，分别介绍了传统电流源型的全桥PWM变换器工作特点和两种较为典型的优化改进拓扑；然后，总结前人的经验，提出一种新型的带辅助换流电路的电流源型全桥PWM变换器，从拓扑结构、工作原理、换流过程及工作特点等几个方面对该变换器进行了详细介绍；接着对该变换器驱动电路的结构和设计进行了介绍，本驱动电路采用数模结合的设计方法，以DSP为核心便于为该变换器提供满足需要的驱动信号；最后，通过PSpice仿真和实际装置试验两个方面对变换器工作情况进行介绍，使其在理论分析与实际可行性两方面都得到较好验证。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

目录

第一章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2软开关技术的应用

1.3零电流开关全桥PWM变换器

1.4课题的目的与意义

1.5本文的主要内容与章节安排

第二章 传统电流源型全桥PW M变换器

2.1传统电流源型全桥PWM变换器

2.2原边串接辅助电路的电流源型全桥PWM变换器

2.3原边并接辅助电路的电流源型全桥PWM变换器

第三章 带辅助换流电路的电流源型全桥PW M变换器

3.1电路原理图介绍

3.2基本工作原理

3.3换流过程分析

3.4电路工作特点

第四章 变换器控制电路设计

4.1变换器驱动电路设计思路

4.2变换器驱动电路分部介绍

4.3驱动电路实验结果

第五章 变换器仿真与试验结果

5.1仿真平台的搭建

5.2试验平台的搭建

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介