本文關鍵詞：基于移相全橋低壓大電流直流電源的研究

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【摘要】：低壓大電流直流變換器在磁體電源、計算機通信技術、電動汽車、航空、電解電鍍等眾多領域有著廣泛應用。隨著功率需求越來越大,半導體器件的開關損耗和導通損耗導致變換器的傳輸效率較低,而傳統(tǒng)的低頻變換器中笨重的變壓器和濾波器件都制約著整機的小型化,因此高效節(jié)能和高功率密度成了新型低壓大電流直流變換器的發(fā)展方向。移相控制的全橋DC-DC變換器充分利用半導體開關器件的寄生參數(shù)與變壓器漏感的諧振過程實現(xiàn)零電壓開通關斷,效率可得到大幅度提升,同時電磁干擾(EMI)也會被有效降低,但是滯后橋臂開關管的軟開關實現(xiàn)會受到不同因素的影響。本文詳細闡述了移相全橋軟開關變換器在整個開關周期中不同模態(tài)的工作狀態(tài),研究了實現(xiàn)軟開關過程中負載電流、死區(qū)時間、諧振電感以及開關管寄生電容之間的關系,給出了死區(qū)時間的設計方法;利用低阻抗的MOSFET代替整流二極管,并設計了控制邏輯,使得整流管在導通和換流期間都能夠實現(xiàn)同步整流;對PCB型平面變壓器繞組排布方式對變壓器的損耗以及漏感的影響進行了研究,并選擇了交錯式排布方案;完成了變換器整體硬件設計,并在MATLAB/Simulink環(huán)境下對變換器的工作狀態(tài)和軟開關實現(xiàn)過程進行了可行性驗證。最后搭建出一套開關頻率100kHz,輸出14V/210A的樣機,通過移相控制實現(xiàn)了全橋開關管的零電壓開關,減小了開關損耗,同步整流大大降低了整流管的導通損耗,變換器整體效率最高為95%。
【關鍵詞】：低壓大電流 直流 移相全橋 軟開關 平面變壓器 同步整流
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 低壓大電流直流電源應用8-13
• 1.3 低壓大電流直流電源的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的研究內容15-16
• 2 移相全橋軟開關DC/DC變換器關鍵問題研究16-29
• 2.1 移相全橋軟開關變換器工作原理16-22
• 2.2 影響軟開關過程的因素分析22-25
• 2.3 移相全橋軟開關變換器的占空比丟失25-26
• 2.4 同步整流技術26-27
• 2.5 本章小結27-29
• 3 移相全橋軟開關變換器DC/DC系統(tǒng)設計29-47
• 3.1 平面變壓器設計29-35
• 3.2 功率參數(shù)設計35-38
• 3.3 控制電路設計38-41
• 3.4 驅動電路41-45
• 3.5 本章小結45-47
• 4 仿真與實驗分析47-58
• 4.1 MATLAB/SIMULINK仿真47-51
• 4.2 樣機實驗結果及分析51-57
• 4.3 本章小結57-58
• 5 總結與展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-64
• 附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文目錄64-65
• 附錄2 附圖65

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本文編號：919693