50V/50A移相全桥ZVS DC/DC变换器的设计

论文摘要

随着通讯技术和电力系统的发展,对通讯用电源和电力操作电源的性能、重量、体积、效率和可靠性都提出了更高的要求。而应用于中大功率场合的全桥变换器与软开关的结合解决了这一问题。因此,对其进行研究设计具有十分重要的意义。首先,论文阐述PWM DC/DC变换器的软开关技术,且根据移相控制PWM全桥变换器的主电路拓扑结构,选定适合于本论文的零电压开关软开关技术的电路拓扑,并对其基本工作原理进行阐述,同时给出ZVS软开关的实现策略。其次,对选定的主电路拓扑结构进行电路设计,给出主电路中各参量的设计及参数的计算方法,包括输入、输出整流桥及逆变桥的器件的选型,输入整流滤波电路的参数设计、高频变压器及谐振电感的参数设计以及输出整流滤波电路的参数设计。然后,论述移相控制电路的形成,对移相控制芯片进行选择,同时对移相控制芯片UC3875进行详细的分析和设计。对主功率管MOSFET的驱动电路进行分析和设计。最后,基于理论计算,对系统主电路进行仿真,研究其各部分设计的参数是否合乎实际电路。搭建移相控制ZVS DC/DC全桥变换器的实验平台,在系统实验平台上做了大量的实验。实验结果表明,论文所设计的DC/DC变换器能很好的实现软开关,提高效率,使输出电压得到稳定控制,最后通过调整移相控制电路,可实现直流输出的宽范围调整,具有很好的工程实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的背景及现状
• 1.3 课题所做的工作
• 第2章 PWM DC/DC全桥变换器软开关技术
• 2.1 PWM DC/DC全桥变换器的软开关技术
• 2.1.1 PWM DC/DC全桥变换器的基本工作原理
• 2.1.2 PWM DC/DC全桥变换器的软开关实现
• 2.2 移相控制ZVS PWM全桥变换器的工作原理
• 2.3 PWM DC/DC全桥变换器实现ZVS
• 2.3.1 两个桥臂实现ZVS
• 2.3.2 实现ZVS的策略及副边占空比的丢失
• 2.4 整流二极管的换流情况
• 2.5 本章小结
• 第3章 DC/DC全桥变换器主电路参数选择及仿真
• 3.1 输入整流滤波电路的选择
• 3.1.1 输入滤波电容的设计
• 3.1.2 50V/50A系统的输入滤波电容设计
• 3.1.3 输入整流模块的选择
• 3.2 单相逆变桥的选择
• 3.2.1 逆变桥主功率开关管的选择
• 3.2.2 逆变桥主功率开关管的参数设计
• 3.3 高频变压器的设计
• 3.3.1 高频变压器的电磁分析
• 3.3.2 高频变压器的参数计算
• 3.3.3 50V/50A系统的高频变压器的设计
• 3.3.4 50V/50A系统的输入整流桥及逆变桥的选取
• 3.4 谐振电感的设计
• 3.4.1 谐振电感值的确定
• 3.4.2 谐振电感的参数计算
• 3.5 输出整流电路的选择
• 3.5.1 输出整流二极管的选择
• 3.5.2 输出滤波回路的设计
• 3.6 系统主回路的Matlab仿真
• 3.7 本章小结
• 第4章 PWM DC/DC变换器控制回路设计
• 4.1 移相控制电路原理
• 4.2 移相控制芯片UC3875
• 4.3 UC3875的电路参数设置
• 4.4 驱动电路的选择
• 4.5 本章小结
• 第5章 50V/50A移相ZVS全桥变换器实验结果及分析
• 5.1 实验平台
• 5.2 实验结果与波形分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢