数字控制移相全桥dcdc变换器的研究与设计

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1、论文分类号：2学校代玛：10708学号：1206001J)度奋斜孩大學SHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY硕士学位论文ThesisforMastersDegree数字控制移相全彳�/DC变余;指导教师姓名学科名称：电力4子与论文提交日期：2015论文答辩日期：2015学位授予单位：•III•••••原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集

2、体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：各城日期：2o)tr年6n关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅;本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文O同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：导师签名期：20丨蛘d

3、月申请工学硕士学位论文论文题目：数字控制移相全桥DC/DC变换器的研究与设计学科门类：工学一级学科：电气工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：余彬导师：史永胜教授2015年6月RESEARCHANDDESIGNOFPSFBDC/DCCONVERTERBASEDONDIGITALCONTROLAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByBinYuSuperv

4、isor:Prof.YongshengShiJun2015数字控制移相全桥DC/DC变换器的研究与设计摘要随着开关电源朝着小型化、高效化的方向发展，数字化和软开关技术已经成为开关电源的研究热点。移相全桥DC/DC变换器以其开关损耗小、效率高以及输出电流纹波小等优点，广泛应用于中大功率场合。本文将数字化和软开关技术相结合，设计了一款24V/600W的改进型数字控制移相全桥DC/DC变换器，并对移相全桥DC/DC变换器的拓扑结构以及控制电路等方面进行了研究。本文的主要工作及结果如下：（1）移相全桥倍流整流DC/DC变换器工作原理及关键问题研究。本章首先对移相全桥变换器副边拓扑结构进行

5、详细研究，然后对移相全桥倍流整流DC/DC变换器的原理进行详细分析，最后详细深入的分析并研究了移相全桥倍流整流DC/DC变换器的几个关键问题，如副边占空比丢失、滞后桥臂零电压范围小、副边寄生震荡和变压器磁饱和。在此基础上，本课题设计出改进型移相全桥倍流整流DC/DC变换器，采用饱和电感做谐振电感增大了零电压范围并减小了副边占空比丢失，采用二极管钳位电路抑制了副边二极管的寄生震荡，串联隔直电容防止了变压器的磁饱和。（2）移相全桥DC/DC变换器主电路设计。依据变换器的设计指标，对移相全桥倍流整流DC/DC变换器的主电路参数进行了详细设计，包括功率开关管的选择，输出整流二极管及钳位二

6、极管的选择，高频变压器的设计，输出滤波电感和电容的设计，谐振电感的设计以及阻断电容的设计。（3）基于DSP的移相全桥DC/DC变换器控制电路的设计。本文采用TI的TMS320F28335作为数字控制芯片，深入研究移相PWM驱动信号的产生方法，并设计了采样电路和驱动电路，然后建立了移相全桥倍流整流DC/DC变换器主电路的小信号模型和峰值电流模式控制的小型号模型，推导了其传递函数，并根据系统的动态响应要求，利用MATLAB中sisotool工具，设计峰值电流模式控制的模拟PID的参数，根据离散化方法，得到离散化的PID控制器的参数，完成了数字PID控制器的设计，最后对主程序及各部分子

7、程序进行了详细的设计。I（4）主电路仿真及样机制作。利用Saber仿真软件对设计的主电路进行仿真并对仿真结果分析，仿真结果表明，理论设计合理。最后，研制了一台600W的样机，通过测试，该变换器在20%及以上负载范围内能实现零电压开关，纹波小于0.5%，20%负载时效率可达到80%，60%及以上负载时效率达到90%以上，达到了设计要求。本文设计的改进型移相全桥DC/DC变换器，克服了传统移相全桥变换器的多个缺点，具有效率高、输出电压纹波小等优点，有较好的应用前景。关键词：移相全桥变