多绕组的双变压器ZVS全桥变换器的研究与设计

摘要

目前，针对移相全桥变换器存在的滞后臂开关管软开关范围小等问题，国内外学者提出了双变压器全桥变换器。它具有开关管的软开关范围大的优点，但也存在成本高、控制系统复杂、不能同时改善传统移相全桥变换器存在的变压器原边环流和占空比丢失问题的缺点，因此对双变压器全桥变换器做进一步研究是有意义的。
　　本文首先在分析几种双变压器全桥变换器拓扑的基础上，利用其中的次级侧移相控制的双变压器不对称双桥变换器拓扑和倍流整流的双变压器零电压开关全桥变换器拓扑以及无损箝位的双副边全桥变换器拓扑进行组合并改进，提出了一种多绕组的双变压器零电压开关全桥变换器电路，对其工作过程及其关键问题进行了详细分析。
　　其次，根据传统移相全桥变换器变压器二次侧寄生振荡分析方法，对多绕组的双变压器零电压开关全桥变换器电路中的寄生振荡进行了分析，并采用无损箝位电路对电压尖峰进行了抑制。
　　此外，推导了隔直电容、输出滤波电感及输出滤波电容的计算公式，对主电路各参数进行了设计，并在Pspice10．5仿真环境下对主电路进行仿真，得出与理论分析一致的结论。
　　最后，在理论与仿真分析的基础上搭建了实验平台，实验结果证明：所提出的变换器具有控制简单、开关管的软开关范围大、变压器原边无环流、变压器二次侧电压尖峰被箝位于输出屯压的优点，验证了理论分析的正确性和变换器设计的合理性。

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1 绪论

1.1 DC/DC变换器软开关技术

1.2 移相全桥软开关变换器的研究状况

1.3移相全桥变换器变压器二次侧寄生振荡研究的必要性

1.4 课题主要研究内容

1.5 本章小结

2 双变压器ZVS全桥变换器的研究

2.1 几种双变压器全桥变换器拓扑分析

2.2 多绕组的双变压器ZVS全桥变换器拓扑的分析

2.3 多绕组的双变压器ZVS全桥变换器关键问题的研究

2.4 本章小结

3 多绕组的双变压器ZVS全桥变换器寄生振荡分析及抑制

3.1 变换器变压器二次侧寄生振荡分析

3.2 多绕组的双变压器ZVS全桥变换器变压器二次侧电压尖峰的抑制

3.3 本章小结

4 无损箝位的多绕组双变压器ZVS全桥变换器主电路参数设计

4.1 逆变桥开关管及开关管外接并联电容的选取

4.2 高频隔直电容的选取

4.3 高频变压器设计

4.4 输出整流二极管的选取

4.5 输出滤波电路的设计

4.6 箝位电路的设计

4.7 本章小结

5 仿真与实验验证分析

5.1 无损箝位的多绕组双变压器ZVS全桥变换器的仿真分析

5.2 无损箝位的多绕组双变压器ZVS全桥变换器的实验分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献