滞后臂串联二极管的ZVZCS移相全桥变换器研究

摘要

现代电源不断向着小型化、轻量化的方向发展，这使得用于电源的DC/DC变换器也要轻量化、小型化。要达到这个要求，变换器就有必要向着高频化的方向发展。而在高频时，开关损耗和开关噪音就成了亟待解决的问题。因此，软开关技术作为解决这两个问题的有效手段，得到了国内外的广泛关注。移相控制零电压零电流开关(ZVZCS)全桥变换器实现了开关管的零电压零电流开关，消除了续流时的原边环流，降低了导通损耗，提高了变换器的效率，适用于中大功率场合。
　　 论文分析了滞后臂串联二极管的ZVZCS移相全桥变换器的工作原理，详细介绍了变压器、滤波电感等磁性元件的设计流程和电路主要元器件的选取方法，利用Matlab软件对主电路进行了仿真分析；在对电路进行状态空间和小信号模型分析的基础上，结合平均电流控制给出了系统基于UC3875的控制电路设计。同时，论文对变换器的电磁兼容性做了初步的研究，为提高其抗干扰能力提供了一些理论基础。研制出400V输入，200V、1kW输出的DC/DC全桥软开关变换器样机，实验结果验证了理论分析的正确性。

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致谢

第一章 绪论

1.1软开关技术

1.2全桥DC/DC变换器的基本原理

1.2.1全桥DC/DC变换器工作原理

1.2.2全桥DC/DC变换器控制方式

1.3论文主要工作

第二章 移相全桥软开关变换器的拓扑分析

2.1 ZVS移相全桥变换器

2.1.1 ZVS移相全桥变换器的工作原理

2.1.2 ZVS移相全桥变换器软开关实现

2.1.3 ZVS移相全桥变换器的占空比丢失

2.1.4 ZVS移相全桥变换器的特性分析

2.2 ZVZCS移相全桥变换器

2.2.1电流的复位方式

2.2.2 ZVZCS移相全桥变换器拓扑

2.3本章小结

第三章 ZVZCS移相全桥变换器主电路设计

3.1滞后臂串联二极管的ZVZCS移相全桥变换器工作原理

3.1.1 ZVZCS移相全桥变换器软开关实现条件

3.1.2 ZVZCS移相全桥变换器的工作特性

3.2主电路参数设计

3.2.1高频变压器的设计

3.2.2输出滤波电感器设计

3.2.3滤波电容的设计

3.2.4主开关管的选择

3.2.5输出整流二极管的选择

3.2.6谐振电感与阻断电容的选择

3.2.7超前臂并联电容的选择

3.2.8滞后臂串联二极管的选择

3.3主电路仿真分析

3.4主电路电磁兼容设计

3.5本章小结

第四章 ZVZCS移相全桥变换器控制电路设计

4.1小信号模型的建立

4.1.1 Buck电路的小信号模型

4.1.2滞后臂串联二极管的ZVZCS全桥变换器小信号模型

4.2反馈电路控制方式

4.2.1电压模式控制

4.2.2峰值电流控制

4.2.3平均电流控制

4.3补偿网络设计

4.4控制芯片及外围电路设计

4.5其他电路设计

4.5.1驱动电路设计

4.5.2采样电路设计

4.5.2保护电路设计

4.6本章小结

第五章 实验与总结

5.1主要实验波形与分析

5.2全文总结

5.3进一步展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文