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移相全桥ZVS直流变换器改进与数字控制技术研究

闫正国  
【摘要】: 移相全桥直流变换器在中大功率场合中较为常用,本文研究的主要内容是:将软开关技术和数字控制技术应用在移相全桥ZVS直流变换器中,并对基本的移相全桥ZVS直流变换器进行改进研究。 基本移相全桥ZVS直流变换器所存在的固有缺陷:逆变桥的滞后桥臂在轻载时较难实现ZVS和存在副边占空比丢失的现象。本文首先介绍了两种改进策略:在变换器原边使用饱和电感和在逆变桥的滞后桥臂并联辅助谐振网络。然后,从可行性和实用性方面综合考虑,最后选择了第二种方式对基本移相全桥ZVS直流变换器进行改进,从仿真结果看,基本达到了预期的目标。本设计给出了主电路中各种磁性元件以及其他元件的详细设计方法,如高频变压器、谐振电感、辅助谐振电感、输出滤波电感、输入滤波电容以及缓冲网络等,并根据设计后的参数要求自行制作了以上磁性元件。同时,还使用PI公司生产的TOP243Y芯片制作了为主电源系统中各种芯片供电的辅助电源,该辅助电源为4路输出的反激式电源。关于数字控制技术的应用,则是使用TI公司生产的DSP2812型数字信号处理器芯片设计了主电源系统控制环路的数字控制器。 最后使用Saber软件对改进后的移相全桥ZVS直流变换器的主电路进行了开环仿真分析,验证了主电路各个部分原理及参数设计的合理性和正确性。


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