移相全桥软开关变换器设计电气工程及其自动化李跃.pdf

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1、安徽工业大学毕业设计（论文）说明书移相全桥软件开关变换器的设计┊电气工程及其自动化李跃089064117指导教师：胡雪峰副教┊┊授┊┊┊┊摘要┊┊┊软开关技术和数字控制是电力电子领域的重要课题。本文就是对两者进行有机结┊合所做的简单尝试。软开关的形式诸多，其中移相全桥零电压软开关变换器┊（Phase-ShiftFull-BridgeZero-VoltageSwitchingConverter，简称PSFB-ZVS┊装变换器）由于结构简单，控制方便在中大功率电源中获得了广泛的应用。本文针对经┊典的PSFB-ZVS变换器拓扑进行了细

2、致的分析，推导出电路工作的相关状态方程。并┊用MATLAB软件对主电路进行了仿真，仿真结果证明了理论分析的正确性。在此基础┊┊上，根据既有实验条件，设计了一台小功率的样机，对主电路和测控电路的参数进行┊了计算和选取，并以ARMSTM32F407VG控制器为核心，结合数字PID控制理论实现了订对变换器的电压电流双闭环控制。利用ARM强大的事务管理机制，设计了友好的的人┊┊机界面，提高了装置的易操作性和灵活性。┊┊┊线关键字：移相全桥，软开关，ARM，数字控制┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书┊┊┊┊┊┊┊

3、ABSTRACT┊┊Soft-switchingtechniquealongwithdigitalcontrolschemeplaysveryimportantrolein┊thesubjectofpowerelectronics.Thispapergivesasimpletrytocombinethetwo┊┊techniques.Amongsomanyconstructionsofsoftswitch,Phase-ShiftFullBridgeZVS┊converterhasbeenwidelyusedformedium-h

4、ighpowerDCpowersupplyduetoit's装goodperformancewithsimpletopologyandsimplecontrol.Basedondetailedanalysisof┊┊theclassicalPSFB-ZVSconverter,parametercalculationequationsarederivedinthis┊paper.ThemaincircuitissimulatedbyMATLABtoprovethevalidityofthetheoretical┊analysis.

5、Restrictedbytheresourcesinthelaboratory,alowpowerprototypeismadeto┊订observeoperatingmodeofthecircuit.Bothparameterandstructureofthemaincircuitand┊auxiliarycircuitaredesigned.BasedonthelastedARMSTM32F407VGmcu,combined┊withdigitalPIDcontrolscheme,theconverterisoperated

6、underthecontrolof┊┊voltage-currentdualloop.Thankstothepowerfultask-managingabilityofARM,a┊friendlyHMIisbuiltwhichmakestheapparatuseasytomanipulateandmuchmore线flexible.┊┊┊┊Keywords:Phase-ShiftFullBridge,Soft-Switching,ARM,DigitalControl┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第一章绪论┊

7、1.1课题背景┊┊电源是一切电气设备的心脏，其重要性不言而喻。由于效率高，体积小等得天独┊┊厚的优点，开关电源在绝大部分场合已取代线性电源而成绝对的主流。但随着低碳节┊能的观念深入人心和电力电子技术的飞速发展，传统开关电源的地位受到了严重的挑┊战。为了缩小设备体积，必须提高工作频率，而开关损耗也将随之水涨船高，效率会┊┊严重下降，鱼和熊掌不可兼得。软开关技术正是在这种背景下应运而生。┊开关变换器的发展趋势是高频、高功率密度、小型轻量化。但大多数传统变换器┊中的开关器件是在电压很高或电流很大的条件下开通或关断，其开关时的电压和电流

8、┊┊波形如图1.1所示，具有这种开关特性的开关称为硬开关。开关管工作在硬开关状态装时，由于开关管不是理想器件，在开通时开关管的电压不是立即下降为零，而是有一┊个下降时间，同时它的电流也不是立即上升到负载电流，而是有一个上升时间。在开┊┊通的这段时间内，电压和电流