新颖不对称半桥零电流准谐振变换器

摘要

大功率零开关变换器一直是电力电子领域的热点,但半桥式的零开关电路不多.由于半桥式电路比全桥式电路少用两只功率开关管和驱动厚膜集成电路,在几千瓦到十几千瓦的输出功率范围内已越来越多地得到采用.现有的半桥变换器大多用对称结构,实际上半桥变换器还可以用不对称结构.目前已有零电压不对称PWM半桥变换器研究成功,但是这种变换器输出功率小,负载范围较窄,轻载时难以实现软开关,控制难度较大,要得到稳定输出所需的滤波电容较大.该文从主电路和控制策略两方面入手,提出一种新的不对称半桥式零电流准谐振变换器(AHB-ZCS-QRC).主电路采用不对称半桥电路结构,在变压器副边添加一个电容,利用它与变压器漏感的谐振,配合频率调制技术,在满载和轻载下都实现了零电流开关.文中详细分析了该变换器的工作原理和谐振过程,给出了在半个周期的主要电压电流波形和各个阶段的等效电路,并讨论了软开关的条件,得出了谐振元件的计算公式.在此基础上设计出一台大功率的软开关逆变式弧焊电源,分别从主电路设计,控制电路设计,驱动电路设计和辅助电源设计四个方面作了详尽描述.最后,为验证方案的可行性和有效性,对该变换器进行了计算机仿真和样机实验,结果表明该变换器主开关器件有效地实现了零电流开通和关断,具有软开关范围大、效率高的特点.

目录

文摘

英文文摘

1概述

1.1软开关变换技术

1.2不对称半桥变换器

1.3软开关技术在弧焊电源中的应用

1.4本文所做的工作

2新颖不对称半桥零电流准谐振变换器工作原理

2.1新颖不对称半桥零电流准谐振变换器的基本原理

2.2新颖不对称半桥零电流准谐振变换器的工作过程

2.2.1工作模式一(t0≤t＜t1)

2.2.2工作模式二(t1≤t＜t2)

2.2.3工作模式三(t2≤t＜t3)

2.2.4工作模式四(t3≤t＜t4)

2.3新颖不对称半桥零电流准谐振变换器的软开关条件

2.3.1能量条件

2.3.2时间条件

3软开关逆变式弧焊电源的设计

3.1逆变式弧焊电源的基本原理

3.1.1逆变式弧焊电源的主要组成及其作用

3.1.2逆变式弧焊电源的工作原理

3.2逆变主电路的设计

3.2.1逆变主电路形式的选择

3.2.2功率开关管的选择

3.2.3输出整流滤波电路的选择

3.2.4主要参数的选择

3.3控制电路的设计

3.3.1控制芯片的选择

3.3.2 MC33066介绍

3.3.3 MC33066的外围接线

3.4驱动电路的设计

3.5辅助电源的设计

4仿真实验及结果

4.1计算机仿真

4.1.1仿真电路及仿真参数

4.1.2仿真波形

4.2实验结果

4.2.1实验电路及参数

4.2.2实验波形

4.3小结

5结论

参考文献

在读期间科研成果及发表文章

声 明

致 谢