基于电压互补性辅助网络移相全桥zvs变换器的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要大功率工业应用一般采用三相输入，本文针对低压大电流输出场合的开关电源进行研究，选取全桥变换器作为主功率变换拓扑，采用定频移相控制方法。论文简述了全桥变换器存在的优缺点，围绕开关管实现软开关问题展开分析，利用增加辅助网络的方法来保证开关管在全负载范围内实现零电压开关。其中，选取基于电压互补性的辅助网络法作为本文研究的关键点，根据不同功率传输路径，研究了两种全桥变换器。本文研究了一种基于电压互补性辅助网络的X型全桥变换器。该变换器不仅可以实现滞后管全负载范围内的软开关，还具有谐振电感取值小

2、，占空比丢失小，同时副边整流二极管的电压尖峰和振荡可以减小的优点。分析了其工作原理及电路工作特点，给出了辅助变压器、谐振电感等电路参数的设计方法，并进行了仿真验证。提出了一种新型的倍流整流Y型全桥变换器。基于电压互补性辅助网络，该变换器可以实现所有开关管全负载范围内的软开关，即辅助网络的加入同样对超前管软开关起作用。同时副边倍流整流的结构无占空比丢失，消除了副边整流二极管的电压尖峰和振荡。对电路在CCM和DCM两种模式下的工作原理及工作特点分别进行了深入的分析，给出了耦合电感、辅助电容、滤波电感等详细的设计方法，并进

3、行了仿真验证。基于上述两种变换器，完成了输出功率为1.4kW（28V/50A），开关频率为100kHz的原理样机，实验结果验证了分析与设计的正确性。关键词：全桥变换器，移相控制，零电压开关，电压互补性，辅助网络，倍流整流i基于电压互补性辅助网络的移相全桥ZVS变换器的研究ABSTRACTInthehighpowerindustryapplications,threephasevoltageisusuallyusedastheinput.Thispaperfocusesonthedesignofswitching-mo

4、depowersupplyforlow-voltagehigh-currentoutputapplications.Thepaperadoptsfull-bridgeconverteraspowerconversiontopologywithphase-shiftedcontrol.Thecharacteristicoftheconverterhasbeenpresented.Theanalysisconcentratesonthesoftswitchingtechnique.Inordertorealizezero

5、-voltage-switching(ZVS)intheentireloadrange,auxiliarynetworkhasbeenchosen.Accordingtothis,thekeypointoftheresearchfocusesontheuseofvoltagecomplementaryauxiliarynetwork.AnX-typefull-bridgeconverterbasedonvoltagecomplementarytheoryisstudied,whichcanachieveZVSforl

6、agginglegthroughouttheentireloadrange.Inthemeanwhile,theduty-cyclelossandthevoltageoscillationandvoltagespikesacrosstherectifierdiodesarereduced,duetothesmallerresonantinductor.Theoperationprincipleandcharacteristicoftheconverterareanalyzed.Thekeyparameters(aux

7、iliarytransformer,resonantinductor)designmethodisgiven.AnovelY-typefull-bridgeconverterusingcurrentdoublerrectifier(CDR)isproposedinthispaper,whichisalsobasedonvoltagecomplementarytheory.ItcanachieveZVSforalltheswitchesthroughouttheentireloadrange,noduty-cyclel

8、ossandnosecondaryvoltagespikesduetocurrentdoublerrectifier.Theoperationprincipleandcharacteristicoftheconverterarediscussedindetail.Thekeyparameters(coupledinductor,auxiliar