發(fā)布時間：2020-10-31 02:35

　　 移相全橋(Phase-shift full-bridge,PSFB)變換器因為具有簡單的電路結(jié)構(gòu)、可靠的結(jié)構(gòu)特性、較低的電磁干擾和較高的功率密度而被廣泛應(yīng)用于分布式發(fā)電、新能源應(yīng)用和電池充電技術(shù)。傳統(tǒng)的PSFB變換器因為其軟開關(guān)特性而受到工業(yè)界的青睞,但是其性能上還存在一些嚴(yán)重的缺陷。其缺陷包括:零電壓開通(Zero-voltageswitching,ZVS)范圍窄、占空比丟失嚴(yán)重、存在環(huán)流損耗及次級側(cè)存在寄生振蕩等。本論文針對以上變換器的相關(guān)缺陷,結(jié)合輔助并聯(lián)電感網(wǎng)絡(luò),研究寬范圍軟開關(guān)零電壓轉(zhuǎn)換(Zero-voltage-transition,ZVT)全橋變換器的相關(guān)理論。本文首先詳細(xì)介紹了傳統(tǒng)PSFB變換器電路拓?fù)?詳細(xì)研究了其工作原理、損耗分析和相應(yīng)的性能分析。給出了變換器的軟開關(guān)、占空比丟失、環(huán)流損耗和副邊整流二極管寄生振蕩等分析。分析結(jié)果表明:傳統(tǒng)PSFB變換器因為其電路結(jié)構(gòu)本身的缺陷,存在軟開關(guān)范圍受限、副邊占空比丟失嚴(yán)重、副邊整流二極管存在寄生振蕩和環(huán)流損耗較大等問題。其次,針對傳統(tǒng)PSFB變換器存在軟開關(guān)范圍受限和副邊占空比丟失嚴(yán)重的問題,本文提出并研究了一種外加輔助并聯(lián)電感電路的混合控制寬范圍軟開關(guān)全橋變換器。通過引入外加輔助并聯(lián)電感網(wǎng)絡(luò),增加了開關(guān)管的軟開關(guān)范圍,使得其在10%以上的負(fù)載均能實現(xiàn)ZVS;并且因為輔助電感的引入使得原邊串聯(lián)電感大大減小,從而減小了副邊占空比丟失。通過在副邊增加RCD吸收電路,解決了變壓器漏電感導(dǎo)致的副邊整流二極管上存在的電壓振蕩問題。為了獲得寬范圍軟開關(guān)和解決環(huán)流損耗及副邊整流二極管存在寄生振蕩等問題,本文提出并研究了一種電容濾波寬范圍零電壓零電流(Zero-voltage zero-current switching,ZVZCS)全橋變換器。通過在原邊增加兩個輔助并聯(lián)電感網(wǎng)絡(luò)并且采用容性濾波的方案,實現(xiàn)了開關(guān)管的寬范圍軟開關(guān)并且解決了副邊整流二極管的寄生振蕩問題。所采用的容性濾波方案明顯減小了副邊整流二極管的環(huán)流損耗。最后,本論文搭建了相應(yīng)的實驗平臺進(jìn)行驗證,實驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM46
【部分圖文】：

ki k kL L L′= + ，fs為開關(guān)頻率，從公式 2-58 中可以看出：①L；②負(fù)載越大，Dloss越大；③Vin越低，Dloss越大。本章所提出的變換器，原邊沒有串聯(lián)額外的電感，Dloss可計算4k o slossinL I fDKV = 實現(xiàn)輕載負(fù)載條件下的軟開關(guān)，傳統(tǒng)移相需要串聯(lián)額外的電感 和公式 2-61 可以求得不同輸出條件與最小副邊占空比丟失的( )22 224 2ini TR in o slossinC V C V I fDI K V + = 所提出的全橋變換器不依靠變壓器漏感來實現(xiàn)零電壓開通，成具有非常低的漏電感，從圖 2-11 可以看出其副邊占空比丟失。則次級側(cè)有效占空比 D 幾乎從零到 1，其直流特性幾乎與負(fù)統(tǒng) PSFB 變換器相比較，本章提出的變換器解決了副邊占空

49圖 4-8 實驗樣機如圖4-9所示為滿載(800W)時變換器的輸出電壓和整流二極管電壓波形。從圖4-9 (a)可以看出，輸出電壓穩(wěn)定50 V不變。圖4-9 (b)為輸出電壓和整流二極管電壓的放大波形，從圖4-9(b)可以看出副邊整流二極管上存在一定的電壓尖峰和電壓振蕩，這是由于原邊電感和輸出二極管電容振蕩所導(dǎo)致的。以上實驗結(jié)果與所述的理論分析一致。表 4-2 變換器基本參數(shù)選取主開關(guān)(S1~S4) IPP60R099變壓器匝數(shù)比：3.3:1原邊勵磁電?

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文(a)(b)圖 4-9 輸出電壓 Vo和整流二極管 VDo電壓及其放大波形。(a) 輸出電壓 Vo和整流二極管電壓VDo；(b) 輸出電壓 Vo和整流二極管電壓 VDo放大
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2863332