软开关直流变换器的研究

论文摘要

随着电力电子技术的迅速发展,PWM DC/DC变换器的应用也日益广泛,如今高性能、高效率、小型化和轻量化,越来越成为各类PWM DC/DC变换器追求的目标。软开关技术是电力电子装置特别是直流变换装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术,有着良好的应用前景,近年来成为研究的热点。在对硬开关功率变换电路缺点分析的基础上,提出了软开关变换电路,并对软开关的定义、分类、发展及其控制策略进行了归纳和总结。在此基础上,本文设计了一种改进型的零电流转换脉宽调制全桥DC/DC变换器,并对变换器的拓扑结构、工作过程及其特点做了深入阐述。这种新型变换器能在负载范围内成功实现所有主开关管和辅助开关管的零电流转换,而且副边整流二极管也能实现软转换,保证了变换器在很宽的负载范围内有很高的效率。随后设计了主电路和控制电路,给出了主电路参数,其移相控制采用UC3875实现。最后运用Pspice仿真软件对变换器工作特性进行了仿真。仿真证明其电路拓扑结构是正确的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 软开关基本理论分析
• 1.2.1 硬开关PWM变换电路及其局限性
• 1.2.2 软开关的定义
• 1.3 软开关功率变换器的发展
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 PWM DC/DC全桥变换器的基本概况
• 2.1 PWM DC/DC全桥变换器的基本工作原理
• 2.2 PWM DC/DC全桥变换器的控制方式
• 2.3 PWM DC/DC全桥变换器的切换方式
• 2.4 PWM DC/DC全桥变换器的两类软开关方式
• 第三章 新型零电流转换（ZCT）全桥变换器的研究
• 3.1 几种现有移相全桥电路拓扑的比较
• 3.1.1 移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器
• 3.1.2 移相控制ZVZCS PWM DC/DC全桥变换器
• 3.1.3 移相控制ZCS PWM DC/DC全桥变换器
• 3.2 新型零电流转换ZCT电路工作原理
• 3.2.1 新型ZCT DC/DC全桥变换器电路工作过程分析
• 3.2.2 变换器中开关器件实现ZCS的条件
• 3.2.3 辅助电路的改进
• 第四章 基于新型零电流转换拓扑的软开关电源设计
• 4.1 开关电源结构框图分析
• 4.2 变换器主电路设计
• 4.3 移相控制信号及其控制芯片UC3875介绍
• 4.3.1 UC3875简介
• 4.3.2 引脚功能概述
• 4.4 基于UC3875芯片控制保护电路结构设计
• 4.4.1 控制电路设计
• 4.4.2 保护电路设计
• 4.4.3 驱动电路设计
• 4.5 参数设计及其器件选择
• 4.5.1 输入滤波电容的选择
• 4.5.2 高频变压器的设计
• 4.5.3 谐振电感与电容的选择
• 4.5.4 输出滤波电感的设计
• 4.5.5 输出滤波电容的选择
• 4.5.6 主功率开关管的选择
• 4.5.7 输出整流二极管的选择
• 4.5.8 箝位二极管的选择
• 4.6 辅助电源设计
• 第五章 计算机仿真分析
• 5.1 PSpice仿真软件与其它仿真软件比较
• 5.2 主电路仿真
• 5.2.1 主电路仿真参数
• 5.2.2 仿真电路中开关管驱动信号设置
• 5.3 仿真结果与分析
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录（攻读硕士学位期间发表的论文）