宽输入有源钳位移相全桥ZVS变换器的研究

发布时间：2017-09-12 11:30

  本文关键词：宽输入有源钳位移相全桥ZVS变换器的研究

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【摘要】：近年来,随着电力电子装置的广泛应用,越来越多的场合希望DC/DC变换器能够在更宽的输入电压范围内稳定、高效的工作,并且DC/DC变换器对整个系统的性能、效率、体积、重量和成本的影响都非常大。因此对高效宽输入电压DC/DC变换器的研究是非常重要的。本文基于某空间电源项目,对高效率宽输入隔离型DC/DC变换器进行了具体的研究。本文以有源钳位移相全桥ZVS变换器为研究对象。宽范围电压输入时,针对普通移相全桥变换器整流管两端存在很高的反向电压尖峰与振荡的问题,提出了副边加入有源钳位电路,原边加入钳位二极管的解决方案,并详细阐述了其工作原理。为了进一步提高变换器的效率,对有源钳位移相全桥ZVS变换器的损耗进行了详细的分析与计算,针对损耗的来源得到了三种提高效率的方法:采用同步整流技术、选用磁芯损耗小的环形变压器以及使用SIC二极管代替普通SI二极管。为了完成闭环系统补偿网络的设计,基于平均开关模型法建立了变换器的交流小信号模型。MATLAB仿真结果表明,设计的补偿网络能够满足系统稳定性的要求。在理论分析与参数计算的基础上,对普通移相全桥变换器与有源钳位移相全桥ZVS变换器分别进行了SABER仿真。仿真结果表明本文所采用的方法能有效的抑制副边整流管反向电压尖峰及振荡,同时说明了理论分析的正确性以及电路参数设计的合理性。根据本项目的设计指标,搭建了实验平台,对变换器的电压、电流波形及效率进行了测试。实验结果表明有源钳位移相全桥ZVS变换器在宽输入电压范围内具有较高的转换效率和良好的工作特性。最后为了进一步扩充输入电压范围,本文进行了拓展性研究与仿真分析,采用了两级式结构,仿真结果证明了方案的正确性。
【关键词】：宽输入电压 移相全桥ZVS 有源钳位 同步整流
【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8-12
• 1.1 本课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 课题的主要研究内容11-12
• 第2章 主拓扑方案的比较12-29
• 2.1 引言12
• 2.2 半桥LLC谐振变换器12-19
• 2.2.1 谐振槽参数的设计14-17
• 2.2.2 半桥LLC谐振变换器的损耗分析17-19
• 2.3 有源钳位移相全桥ZVS变换器19-27
• 2.3.1 工作原理分析19-26
• 2.3.2 主拓扑的损耗分析26-27
• 2.4 提高变换器效率的方法27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 变换器交流小信号模型的建立29-37
• 3.1 引言29
• 3.2 移相全桥ZVS变换器小信号建模29-34
• 3.3 补偿网络的设计34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 系统设计37-45
• 4.1 引言37
• 4.2 参数设计37-42
• 4.2.1 主变压器的设计37-38
• 4.2.2 谐振电感的设计38-40
• 4.2.3 隔直电容的设计40-41
• 4.2.4 死区时间的选取41-42
• 4.3 驱动电路的设计42-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 仿真及硬件电路的调试45-55
• 5.1 引言45
• 5.2 普通移相全桥变换器的仿真分析45-46
• 5.3 有源钳位移相全桥ZVS变换器的仿真分析46-48
• 5.4 实验结果分析48-52
• 5.5 拓展性研究与仿真分析52-54
• 5.6 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 附录60-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 罗四海;娄本超;唐君;李彦;;MOSFET的损耗分析与工程近似计算[J];电子设计工程;2011年21期

2 牛志强;王正仕;;高效率半桥LLC谐振变换器的研究[J];电力电子技术;2012年06期

3 姚川;阮新波;王学华;;宽输入电压范围下隔离型全桥Boost变换器的高效率控制[J];电工技术学报;2012年02期

4 杨小康;李鹤群;高巧梅;程红;;双向全桥DC-DC变换器单移相闭环控制研究[J];工矿自动化;2014年04期

5 梁永清;黄志强;;双闭环控制的移相全桥软开关变换器的研究[J];现代电子技术;2014年08期

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本文编号：836965