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全桥移相软开关功率变换器的研究

笪贤进  
【摘要】: 高频软开关技术是电力电子学的一个重要的研究方向,是实现功率变换装置小型化,模块化的基础。随着现代通讯技术的飞速发展,对通讯用电源提出了更高的要求。DC/DC全桥变换器广泛应用于中大功率场合,因此研究其软开关技术具有十分重要的意义。 本文首先分析了基本的全桥移相ZVS DC/DC变换器的工作原理,为解决滞后桥臂不易实现零电压开关(ZVS)的情况,讨论了另外三种全桥移相ZVS DC/DC变换器的电路拓扑,重点分析并解决了四个方面的问题:如何扩大ZVS的负载范围;减小变压器原边环流,降低变换器系统通态损耗;减少变压器次边有效占空比丢失;消除输出整流二极管的寄生振荡。 针对全桥移相控制ZVS DC/DC变换器特有的电路性能以及变换器的动态特性,并结合移相控制的特点建立了全桥移相ZVS DC/DC变换器电路的小信号模型。为变换器控制电路的优化设计提供了理论依据。 最后,构造了一个改进的全桥移相ZVS DC/DC变换器拓扑,在此基础上研制了50V/10A通讯用全桥移相开关电源,该电源借助于辅助换流电感,在空载到额定负载范围内均可实现ZVS。根据全桥移相ZVS DC/DC变换器电路的小信号模型,对其控制电路作出了优化设计,并采用移相控制芯片UC3875设计了相应的控制电路。


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