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《燕山大学》 2012年
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不对称半桥变换器偏磁问题的研究

吕健  
【摘要】:近年来,软开关技术得到了广泛的发展和应用,出现了不少高效率的拓扑。其中不对称半桥变换器因其结构简单,易于控制,变压器铁芯双向磁化,利用率高而越来越得到开关电源设计工程师的认可。并且,不对称半桥变换器利用变压器漏感和开关管寄生电容在死区时间里形成的一种谐振特性,实现了开关管的零电压开通,从而降低了开关损耗,提高了变换器效率。 由于不对称半桥电路控制占空比的不对称,导致变压器产生了直流偏磁。随着直流磁通量逐渐累加,则变压器极易因磁芯磁感应强度超过饱和磁感应强度而饱和。为了防止变压器饱和,通常情况下,可以在变压器磁芯中开一定的气隙,但开气隙的同时又会减小激磁电感,导致激磁电流和损耗的增加,降低变换器的效率。因此本文对不对称半桥变换器软开关过程和直流偏磁产生的原因做了详细的研究,得到了软开关实现的条件,分析了负载电流和激磁电流两种软开关实现方式,对比了四种解决变压器偏磁问题的方法。经仿真证实,改变副边两个绕组匝数、改变等效串联电阻值和改变电感值的方法只能在占空比为一定值的情况下消除直流偏磁,而副边串电容的倍流整流式不对称半桥变换器却可以在任意占空比的情况下消除直流偏磁。 本文采用专为不对称半桥拓扑设计的峰值电流模式集成控制芯片L6591,针对变压器副边串电容的倍流整流式不对称半桥变换器消除偏磁的方法设计并制作了实验样机。实验结果证实采用此种方法对抑制变压器直流偏磁有良好的效果。并且,在负载电流ZVS方式和激磁电流ZVS方式的配合下,开关管在全负载范围内实现了软开关。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM46

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