零電流轉(zhuǎn)換移相全橋直流變換器研究.pdf

1、隨著科技的進步和電力行業(yè)的發(fā)展，開關(guān)電源已廣泛用于電力、航天、通信、等，成為十分活躍的熱門領(lǐng)域。高性能、高效率成為開關(guān)電源追求的目標。但常規(guī)變換器的功率開關(guān)管工作在硬開關(guān)方式，開關(guān)頻率不高，開關(guān)電源的效率較低。這嚴重地制約了開關(guān)電源向著小型化、模塊化的方向發(fā)展。而PWM軟開關(guān)技術(shù)的提出使變換器高頻高效率地運行成為了可能。特別是近年來提出的移相全橋脈寬調(diào)制軟開關(guān)變換器受到廣泛的關(guān)注。
　　本文簡要介紹了開關(guān)電源軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展歷程，

2、并分析傳統(tǒng)軟開關(guān)PWM全橋變換器的工作過程和它們存在的一些缺點，如軟開關(guān)范圍窄、副邊占空比丟失嚴重、副邊整流二極管的電壓應(yīng)力過高、轉(zhuǎn)換效率較低等。對采用IGBT作為開關(guān)器件的全橋PWM變換器而言，實現(xiàn)零電流開關(guān)（ZCS）技術(shù)比零電壓開關(guān)（ZVS）技術(shù)更有效。對此本文提出一種改進型零電流轉(zhuǎn)換（ZCT）移相全橋DC/DC變換器拓撲。該變換器通過在原邊增加一個由電容和電感構(gòu)成的有源輔助電路，在開關(guān)管狀態(tài)發(fā)生變化時，控制輔助電路的諧振電流，可實

3、現(xiàn)主功率開關(guān)管和輔助開關(guān)管的零電流開通和關(guān)斷，消除IGBT拖尾電流引起的開關(guān)損耗，同時減小二極管的反向恢復(fù)損耗。輔助電路結(jié)構(gòu)不會增加開關(guān)管的導(dǎo)通損耗，還能一定程度上克服傳統(tǒng)零電壓全橋變換器原邊環(huán)流損耗大和占空比丟失嚴重的缺點。
　　詳細分析該改進型全橋變換器的工作原理以及實現(xiàn)零電流開關(guān)的條件，給出了主電路拓撲結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)選取。然后，應(yīng)用狀態(tài)空間平均法，結(jié)合移相控制技術(shù)和軟開關(guān)諧振電路的工作特點，建立全橋ZCT PWM DC/DC

4、變換器的小信號模型，并在此基礎(chǔ)上對變換器的穩(wěn)定性和動態(tài)性進行分析。
　　在理論分析基礎(chǔ)上，本文對變換器進行仿真研究，設(shè)計該變換器的主電路、驅(qū)動電路，特別針對主電路中的磁性元件、濾波環(huán)節(jié)等進行詳細設(shè)計?；赥MS320LF2407 DSP的控制平臺，本文進行軟件部分設(shè)計，實現(xiàn)了變換器的移相PWM控制信號，以及變換器的部分保護功能。同時結(jié)合IR公司推出的集成驅(qū)動芯片IR2113，通過對驅(qū)動電路增加兩個無源元件，改進設(shè)計帶有負電壓關(guān)斷的