發(fā)布時間：2021-09-11 10:57

　　全橋變換器是中大功率應(yīng)用場合廣泛采用的拓撲,為了減小開關(guān)損耗以提升變換器效率,多種形式的輔助電路引入全橋變換器實現(xiàn)了功率器件的零電壓、零電流開關(guān)。然而,額外電路的加入將降低變換器的可靠性,影響變換器功率密度提升。研究如何在不影響可靠性的基礎(chǔ)上提升變換器效率,將在學(xué)術(shù)及工程應(yīng)用上具有重要意義。本文圍繞輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)型組合式全橋變換器,首先闡述了不同控制方式下全橋變換器的工作原理和控制技術(shù),重點分析了在不同控制方式下的拓撲損耗及變換器效率,繼而給出了一種全負載范圍內(nèi)進行效率優(yōu)化的控制策略,并完成了高功率密度要求下的散熱設(shè)計。針對應(yīng)用需求,結(jié)合輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)型的隔離全橋DC/DC變換拓撲結(jié)構(gòu),分析了全橋變換器分別在移相（Phase Shift）控制和占空比（PWM）控制下的工作原理,在此基礎(chǔ)上分析了原邊開關(guān)管、副邊整流二極管的開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗情況,引入在輕載下采用占空比控制,重載下采用移相控制方式的雙模式控制切換思路。根據(jù)應(yīng)用場合的功能要求和性能指標(biāo),對全橋DC/DC主電路的參數(shù)進行了設(shè)計,給出了關(guān)鍵器件的設(shè)計流程和參數(shù)值,其中包括:輸入濾波電容、隔直電容、功率開關(guān)管MOSFET、高頻... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

移相控制方式下?lián)p耗分布

輸出功率／Ｗ??圖２．１６占空比控制方式下?lián)p耗分布??進一步地，由損耗結(jié)果畫出兩種控制方式下不同功率點的效率，如圖２．１７所示。??效率巧ｆ?移相控制?占空比控制??－?Ｊ?｝?］?？?＾?．訪??０．９５?—?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??０．９４５??一?Ｉ?■八?ＩＶ＇???６?ｎ－＾－％?ｊ??０．９４?－?／ｊｘ？?ｉ?ｉ?Ｉ??０．９３?－?ｙ／ｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ??０．９２５?－……／－－ｆ?ｊ?！?ｉ?＂?．．．ｉ??０．９２?－?［?Ｉ?ｊ?ｉ?ｉ?ｊ??０．９１５?ｈ?ｊ?ｉ?ｊ?ｉ?＼ａｍ／＼ｖ??０?２０００?４０００?６０００?８０００?１００００??圖２．１７計算效率對比??由圖２．１７可看出，在輕載時，占空比控制方式效率比移相控制方式高，重載時移相控??制方式效率比占空比方式高。這是因為在輕載時，占空比控制方式的開關(guān)管開逝關(guān)斷時，??漏源極電壓只有輸入電壓的一半，開關(guān)損耗小于移相控制方式，而巫截時，由于移相控制??方式實現(xiàn)了軟開關(guān)，其損耗將會大大減小，更具有效率優(yōu)勢。??２．４雙模式捏制策略??由前文分析可知，變換器在輕載工況下，占空比控制方式效率高，而重戳?xí)r由于移相??控制方式具有軟開關(guān)特性，具有效率優(yōu)勢。綜合兩種控制方式的優(yōu)勢，本文采巧一種結(jié)合??兩種控制方式的雙模式控制策略，雙模式控制的切換框圖如圖２．１８所示。??３１??

１０００?２０００?３０００?４０００?５０００?６０００?７０００?８０００??輸出功率／Ｗ??圖２．１６占空比控制方式下?lián)p耗分布??進一步地，由損耗結(jié)果畫出兩種控制方式下不同功率點的效率，如圖２．１７所示。??效率巧ｆ?移相控制?占空比控制??－?Ｊ?｝?］?？?＾?．訪??０．９５?—?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??０．９４５??一?Ｉ?■八?ＩＶ＇???６?ｎ－＾－％?ｊ??０．９４?－?／ｊｘ？?ｉ?ｉ?Ｉ??０．９３?－?ｙ／ｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ??０．９２５?－……／－－ｆ?ｊ?！?ｉ?＂?．．．ｉ??０．９２?－?［?Ｉ?ｊ?ｉ?ｉ?ｊ??０．９１５?ｈ?ｊ?ｉ?ｊ?ｉ?＼ａｍ／＼ｖ??０?２０００?４０００?６０００?８０００?１００００??圖２．１７計算效率對比??由圖２．１７可看出，在輕載時，占空比控制方式效率比移相控制方式高，重載時移相控??制方式效率比占空比方式高。這是因為在輕載時，占空比控制方式的開關(guān)管開逝關(guān)斷時，??漏源極電壓只有輸入電壓的一半，開關(guān)損耗小于移相控制方式，而巫截時，由于移相控制??方式實現(xiàn)了軟開關(guān)，其損耗將會大大減小，更具有效率優(yōu)勢。??２．４雙模式捏制策略??由前文分析可知，變換器在輕載工況下，占空比控制方式效率高，而重戳?xí)r由于移相??控制方式具有軟開關(guān)特性，具有效率優(yōu)勢。綜合兩種控制方式的優(yōu)勢，本文采巧一種結(jié)合??兩種控制方式的雙模式控制策略

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]電力電子器件及其裝置的散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 張健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]中功率DC/DC變流器模塊標(biāo)準(zhǔn)化若干關(guān)鍵問題研究[D]. 張軍明.浙江大學(xué) 2005
[3]雙管正激變換器組合研究[D]. 石健將.南京航空航天大學(xué) 2003

碩士論文
[1]大功率移相全橋開關(guān)電源研究與實現(xiàn)[D]. 汪洋.南京理工大學(xué) 2013
[2]基于移相全橋150kW開關(guān)電源的控制和散熱分析[D]. 戴劍鋒.北京交通大學(xué) 2011
[3]5kW全橋軟開關(guān)DC/DC電源[D]. 施貽蒙.浙江大學(xué) 2008
[4]大功率移相全橋變換器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周玉飛.浙江大學(xué) 2007
[5]大功率電子元器件及設(shè)備結(jié)構(gòu)的熱設(shè)計研究[D]. 高新霞.華北電力大學(xué)（北京） 2006
[6]數(shù)字控制移相全橋軟開關(guān)變換器[D]. 洪峰.南京航空航天大學(xué) 2004



本文編號：3392874