准谐振软开关双管反激变换器研究

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1、国内图书分类号：TM46密级：公开国际图书分类号：621.314西南交通大学硕士研究生学位论文准谐振软开关双管反激变换器研究年级二〇一五级姓名黄阳强申请学位级别工学硕士专业电气工程指导教师许建平教授二〇一八年四月ClassifiedIndex:TM46U.D.C:621.314SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYOFQUASI-RESONANTSOFT-SWITCHEDTWO-SWITCHFLYBACKCONVERTERGrade:20

2、15Candidate:YangqiangHuangAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.JianpingXuApril,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本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

3、印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：一、在传统双管反激变换器基础上，通过引入谐振网络，提出了一种准谐振软开关双管反激变换器。根据变换器开关管与整流二极管工作状态，该变换器具有ZVS和ZVS-ZCS两种工作模式。论文首先详细研究了工作于ZVS模式时变换器的工作原

4、理和工作特性，分析了开关管的电压电流应力和开关管ZVS导通条件，最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。二、与ZVS模式相比，ZVS-ZCS模式不仅能实现开关管的ZVS导通，还能实现整流二极管的ZCS关断，并且具有更小的谐振损耗，从而进一步提升变换器的效率。根据谐振电感电流的不同，ZVS-ZCS模式又可以分为ZVS-ZCS标准模式和ZVS-ZCS低损耗模式。论文详细分析了ZVS-ZCS标准模式和ZVS-ZCS低损耗模式的工作原理、工作特性以及关键参数的设计方法。结合两种模式的工作特性，通过合理的参

5、数设计，设计了一台重载工作于ZVS-ZCS标准模式，轻载工作于ZVS-ZCS低损耗模式的样机。实验结果表明，通过两种工作模式的结合，变换器在重载和轻载都能获得较高的效率，验证了理论分析的正确性。三、当输出电压较低时，准谐振软开关双管反激变换器的损耗主要是副边整流二极管损耗。为进一步优化变换器效率，引入同步整流技术以减小整流二极管的导通损耗。针对同步整流管的驱动这一关键问题，分析比较了外驱动、电流型自驱动和电压型自驱动的优缺点，结合本文提出的变换器电路特点，选取了电压型自驱动作为驱动方案。最后，通过实

6、验验证了同步整流技术对变换器效率的提升。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。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已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要传统反激变换器具有电路结构简单、输入与输出电气隔离、成本低廉等优点，广泛应用于各种辅助电源和小功率电源。然而，由于变压

7、器漏感的存在，在开关管关断瞬间产生电压尖峰，使开关管承受很高的电压应力。同时，传统单管反激变换器的开关管工作在硬开关状态，开关损耗大且电磁干扰(ElectromagneticInterference,EMI)严重。双管反激变换器的开关管电压应力仅为输入电压，克服了主开关管电压应力大的问题，并且漏感能量直接反馈回输入电源，但双管反激变换器的开关管仍然工作在硬开关状态，限制了变换器的性能。在传统双管反激变换器中引入谐振网络，本文提出了一种准谐振软开关双管反激变换器。该变换器具有双管反激变换器的优点，所有

8、开关管的电压应力钳位在输入电压，同时利用谐振电感与隔直电容谐振，实现了变换器全部开关管的零电压导通（Zero-Voltage-Switching，ZVS）和整流二极管的零电流关断(Zero-Current-Switching,ZCS)，减小了开关管的开通损耗和二极管的整流损耗。根据变换器开关管与整流二极管的工作状态，该变换器具有ZVS和ZVS-ZCS两种工作模式。论文首先详细研究了工作于ZVS模式时变换器的工作原理和工作特性，分析了开关管的电压电流应力和开关管ZVS导