移相全桥变换器的设计及其并联研究

发布时间：2017-08-07 14:30

  本文关键词：移相全桥变换器的设计及其并联研究

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【摘要】：为了适应开关电源对效率、功率密度、功率等级等要求越来越高的现状,本课题拟设计一款多模块并联的电源系统,并选择合适的电路拓扑和并联均流技术以满足各方面的指标要求。对比各种电路的应用场合和优缺点,最终采用移相全桥电路作为主电路。在对其工作原理详细分析的基础上,分析了它工作过程中的两个关键问题:占空比丢失和ZVS(Zero Voltage Switch)实现,并仿真分析了滞后桥臂在不同条件下ZVS实现问题。最后在对其建模的基础上,给出了它的小信号电路和开环传函。完成了硬件电路参数的设计及器件的选型,采用UC3875芯片作为控制系统的核心芯片,并且采用峰值电流模式作为控制方式,完成了对控制电路的设计。为了减小输出电压和电流纹波,对基于耦合电感的纹波抵消策略进行了研究,完成了纹波抵消电路的设计。为了验证电路能够稳定可靠的工作,最后对其进行了稳定性分析和软件仿真。针对本次设计需要并联的要求,本文在并联均流技术中选择内环调节法和最大电流自动均流法,对它们进行建模和分析,分别得到在两种均流方法下各自的小信号模型,最后采用内环调节法完成硬件电路设计,为了验证并联系统能够稳定工作,对并联系统进行了仿真分析。最后,完成硬件电路的设计,分别对单模块电路和并联系统进行了硬件电路的实验,并且对并联系统效率进行了测试。在对并联系统仿真和硬件实验后,验证了整个并联系统在干扰等各种条件下都能够稳定可靠的工作。并联系统在可靠稳定的工作时功率能够达到3000W,而且功率、效率等均能满足条件。
【关键词】：移相全桥 峰值电流控制 模块并联 内环调节均流法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-16
• 1.2.1 常用的移相全桥拓扑结构9-11
• 1.2.2 并联均流技术11-16
• 1.3 主要研究内容16-17
• 第2章 移相全桥变换器拓扑的分析与建模17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 主功率拓扑的选择17-18
• 2.3 移相全桥变换器的工作原理18-24
• 2.4 移相全桥变换器关键问题的分析24-27
• 2.4.1 占空比损失问题的分析24
• 2.4.2 变换器开关管ZVS条件24-27
• 2.5 移相全桥变换器小信号建模27-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 移相全桥变换器的设计与控制30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 移相全桥变换器的技术指标30
• 3.3 硬件电路参数的设计与控制电路的设计30-35
• 3.3.1 硬件电路参数的设计30-33
• 3.3.2 控制电路的设计33-35
• 3.4 系统峰值控制策略的研究35-37
• 3.5 基于耦合电感的输出纹波抵消策略的研究37-41
• 3.6 移相全桥变换器稳定性分析41-44
• 3.7 单模块电路的仿真及分析44-45
• 3.8 本章小结45-46
• 第4章 并联均流技术的研究46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 均流控制原理46-47
• 4.3 多模块并联系统的分析47-56
• 4.3.1 基于内环调节的并联均流法47-52
• 4.3.2 基于最大电流自动均流的并联均流法52-56
• 4.4 并联系统的仿真和分析56
• 4.5 本章小结56-58
• 第5章 实验结果分析58-64
• 5.1 引言58
• 5.2 单模块实验测试58-60
• 5.3 多模块并联实验测试60-62
• 5.4 电路损耗的分析62-63
• 5.4.1 主功率开关管损耗62-63
• 5.4.2 副边整流二极管损耗63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-70
• 致谢70

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本文编号：635175