一种新颖的隔离型软开关Boost变换器的研究

论文摘要

交错并联反激变换器具有电路结构简单,控制方便等优点,并且可以实现电气隔离。但是其升压比不高,变换器中主开关管电压应力较大,且工作中开关管处于硬开关状态,限制了变换器的效率。针对交错并联反激变换器所存在的问题,本文提出了一种新颖的基于耦合电感第三绕组实现的原边并联、副边并联隔离型软开关Boost变换器。该变换器继承了交错并联反激变换器的优点,两个并联单元互补工作,分担功率损耗,输出电压的脉动频率为主开关管的两倍。不同的是,该变换器具有较高的升压比,变换器中主开关管的电压应力较小,克服了交错并联反激变换器的问题。在软开关方面,变换器使用有源箝位软开关电路,使主开关管与筘位开关管都实现了零电压软开关动作,提高了变换器的效率与使用寿命。因此,它与交错并联反激变换器相比,更适合于低电压输入、高电压输出的应用变换场合。在该变换器的基础上,针对变换器中输出二极管电压电流振荡较大,本文还提出了经过改进的引入输出箝位电容的变换器。输出箝位电容抑制了二极管两端电压的振荡,减小了二极管的电压应力,提高了变换器的效率。最后,本文通过仿真与实验验证了基于耦合电感第三绕组实现的原边并联、副边并联隔离型软开关Boost变换器及其改进型变换器方案的可行性与合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 开关型DC-DC变换器的应用分类与常见控制方法
• 1.3 常用的几种隔离型DC/DC变换器拓扑的特性概述
• 1.4 隔离升压DC-DC变换器的应用前景
• 1.5 隔离型BOOST变换器的研究现状
• 1.6 隔离型BOOST变换器存在的问题
• 1.6.1 磁集成问题
• 1.6.2 开关管关断电压尖峰的箝位
• 1.6.3 变压器漏感的减小
• 1.7 反激变换器缓冲电路的研究现状
• 1.7.1 LCD箝位电路
• 1.7.2 双晶体管、双二极管箝位电路（双管反激变换器）
• 1.7.3 RCD吸收电路
• 1.8 有源箝位反激电路与交错式有源箝位反激电路
• 1.8.1 有源箝位电路
• 1.8.2 交错式有源箝位反激电路
• 1.9 本文所做的工作
• 1.9.1 课题研究背景与研究内容
• 1.9.2 本文所做工作小节
• 第二章 一种新颖的用耦合电感第三绕组实现的隔离型BOOST变换器的原理
• 2.1 反激变换器的特性分析
• 2.2 交错并联反激变换器的特性分析
• 2.3 FLYBACK-BOOST变换器的原理和理想稳态换流过程分析
• 2.4 加入有源箝位并进行电路简化后的交错并联FLYBACK-BOOST变换器
• 2.5 交错并联FLYBACK-BOOST变换器的稳态换流过程分析
• 2.6 本章内容小结
• 第三章 输入40V、输出200V、功率1000W交错并联FLYBACK-BOOST变换器电路主要参数设计与电路性能分析
• 3.1 交错并联FLYBACK-BOOST变换器控制电路的设计
• 3.2 交错并联FLYBACK-BOOST变换器主电路参数设计与性能分析
• 3.3 仿真结果及实验结果
• 3.4 本章内容小节
• 第四章 改进型的交错并联FLYBACK-BOOST变换器
• 4.1 改进型交错并联FLYBACK-BOOST变换器的推导
• 4.2 变换器特性仿真与实验验证
• 4.3 本章小结
• 第五章 全文工作总结与今后工作展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论文与获得的荣誉