本文關(guān)鍵詞：箝位電路抑制移相全橋副邊電壓振蕩的研究

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【摘要】：開關(guān)電源具有效率高,體積小,工作頻率高等優(yōu)勢,在幾十年的發(fā)展中其應(yīng)用范圍越來越廣,開關(guān)電源的基礎(chǔ)是DC/DC變換器。在能源緊張的大環(huán)境下,具有控制方式簡單,開關(guān)管應(yīng)力小,利用寄生參數(shù)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)等優(yōu)點(diǎn)的移相全橋DC/DC變換器成為研究的熱點(diǎn)。本文以零電壓開關(guān)移相全橋DC/DC變換器為研究對象。本文對移相全橋的工作模態(tài)進(jìn)行了分析,得出整流管兩端存在電壓振蕩和電壓尖峰的原因,并在saber仿真中驗(yàn)證了上述分析中存在的問題。副邊電壓振蕩和電壓尖峰不僅會造成嚴(yán)重的電磁干擾,也增加了整流管的電壓應(yīng)力,造成效率降低。為了解決整流管兩端的電壓振蕩和電壓尖峰過高的問題,分別加入原邊箝位電路和副邊有源箝位吸收電路。本文分析了對兩種方法的工作原理,并且仿真對比了兩種電路對電壓振蕩尖峰的吸收效果。本設(shè)計輸出大電流,為了降低整流管的損耗,采用同步整流。針對同步整流開關(guān)管的工作特點(diǎn),分析了不同的同步整流時序?qū)﹄娐窊p耗的影響,并總結(jié)了同步整流MOS管的選型原則。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)設(shè)計了1k W零電壓開關(guān)移相全橋DC/DC變換器。計算了其主要參數(shù),分析了滯后橋臂死區(qū)時間的選擇對電路實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的影響,開環(huán)仿真驗(yàn)證了參數(shù)選擇的合理性。在考慮移相全橋副邊電壓丟失的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了ZVS移相全橋變換器的小信號模型。根據(jù)變換器開環(huán)的頻率特性和相頻特性,進(jìn)行了反饋網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償設(shè)計。最后設(shè)計了主開關(guān)管和同步整流MOS管及有源箝位MOS管的驅(qū)動電路和電流采樣電路,搭建了一臺實(shí)驗(yàn)電路驗(yàn)證上述分析的合理性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：移相全橋 零電壓開關(guān) 有源箝位 同步整流
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8
• 1.2 DC/DC變換器發(fā)展的動力8-11
• 1.2.1 新型功率器件研發(fā)和改進(jìn)與控制方式的發(fā)展8-10
• 1.2.2 軟開關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)10-11
• 1.3 移相全橋國內(nèi)外文獻(xiàn)研究成果的分析11-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 移相全橋工作模態(tài)分析及參數(shù)設(shè)計16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 ZVS移相全橋DC/ DC變換器工作模態(tài)分析16-20
• 2.3 整流管兩端電壓振蕩分析20-23
• 2.3.1 整流管兩端電壓振蕩原因分析及仿真驗(yàn)證20-22
• 2.3.2 電路參數(shù)對整流管電壓振蕩的影響及仿真分析22-23
• 2.4 移相全橋主拓?fù)湓骷O(shè)計及仿真分析23-29
• 2.4.1 高頻變壓器設(shè)計23-24
• 2.4.2 輸出濾波電感和輸出濾波電容的設(shè)計24-26
• 2.4.3 諧振電感的設(shè)計和滯后管死區(qū)時間對ZVS的影響26-28
• 2.4.4 基于參數(shù)計算的開環(huán)仿真結(jié)果分析28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 抑制整流管電壓振蕩電路及同步整流設(shè)計30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 移相全橋原邊箝位抑制電壓振蕩電路分析及仿真30-33
• 3.2.1 移相全橋原邊箝位抑制電壓振蕩電路分析30-32
• 3.2.2 移相全橋原邊箝位抑制電壓振蕩電路仿真分析32-33
• 3.3 輸出側(cè)有源箝位電路設(shè)計及仿真33-36
• 3.3.1 有源箝位工作原理分析33-34
• 3.3.2 箝位MOS管驅(qū)動時序分析34-35
• 3.3.3 有源箝位電路仿真結(jié)果分析35-36
• 3.4 同步整流電路設(shè)計36-39
• 3.4.1 同步整流時序分析37-38
• 3.4.2 同步整流MOS管的選型原則38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 ZVS移相全橋小信號建模及控制環(huán)路設(shè)計40-49
• 4.1 引言40
• 4.2 ZVS 移相全橋 DC/DC 變換器小信號建模40-44
• 4.2.1 BUCK變換器小信號建模40-42
• 4.2.2 移相全橋小信號建模42-44
• 4.3 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計44-47
• 4.4 基于反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的移相全橋閉環(huán)仿真47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 硬件電路設(shè)計及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-56
• 5.1 引言49
• 5.2 移相全橋硬件電路設(shè)計49-51
• 5.2.1 主開關(guān)管驅(qū)動電路設(shè)計49-50
• 5.2.2 同步整流MOS管驅(qū)動電路50
• 5.2.3 有源箝位MOS管驅(qū)動電路50-51
• 5.2.4 電流采樣電路設(shè)計51
• 5.3 箝位電路吸收振蕩及軟開關(guān)特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-55
• 5.3.1 電壓振蕩及箝位吸收電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-53
• 5.3.2 主開關(guān)管軟開關(guān)特性分析53-55
• 5.3.3 同步整流工作波形分析55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 致謝62

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本文編號：1072701