一种新型不对称半桥软开关变换器的研究

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1、万方数据东北大学硕士学位论文目录4．9本苹小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66第5章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯695．1论文结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯695．2进一步的研究展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯70参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．71致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯75攻读硕士期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯．77VⅡ万方数据东北大学硕士学位论文笫1章绪论第1章绪论1．1课题来源及研究意义近年来，随着便携式计算机、通讯电源等电子设备的发展，以及航空航天、汽车电子、空间技术实际应用的需要，要求DC／DC变换器具有更小的体积、更轻重量、更高的功率密度。根据有关电路理论，提高频率可以减少电感、电容等储能元件的体积，因此提高DC／DC变换器的工作频率是使变换器小型化、轻量化的有效途径。随着制造工艺的进步，IGBT等功率器件的出现，为进一步提高功率密度，选择开关频率高达KHz乃至UHz数量级的开关器件提供了可能。然而传统的

3、DC／DC变换器大多采用PWM(Pulse．Width-Modulation，PWM)控制方式的硬开关模式。随着频率的升高，开关损耗将急剧的增加，变换器的效率将严重下降。严重时，在开通和关断瞬间产生的电流尖峰和电压尖峰可能使开关器件的状态运行轨迹超出安全工作区，影响开关的可靠性，并且产生很强的电磁干扰(EMI)B-2]，这些现象可能导致发热损坏器件或者影响周围电子设备的工作，所以单纯的提高开关频率是不可行的。尽管增加缓冲电路可以减少功率器件的开关损耗，但缓冲电路的实质是将功率器件产生的部分损耗转移到缓冲电路中去，在强

4、缓冲时开关电路的总损耗反而增加。因此，如何提高开关频率的同时又提高电源的效率成为电力电子技术的重要课题。为了解决这些问题，软开关技术应运而生【3-41，它利用以谐振为主的辅助换流手段，解决了开关器件的开关损耗和开关噪声等问题，使开关频率大幅度提高。目前较为先进的电力电子系统，如汽车电子、通信电源、信息设备【51以及带有储能器件的分布式电子系统，需要有带有大降压比的，低电压大电流输出特性的隔离型DC／DC变换器。软开关DC／DC变换器，可以有更高的开关频率，高的转换效率，高功率密度，小的体积。然而为了在广泛的负载范围内

5、，仍能具有软开关功能减少损耗，又满足低电压大电流的输出以满足上述应用场合的需要，以往提出的一些变换器是有缺陷的，因此本文提出了一种新型的软开关DC／DC变换器的拓扑结构，对其进行进一步的研究对拓宽软开关DC／DC变换器的拓扑结构以及针对不同应用场合选择变换器具有重要意义。1．2DC／DC变换器对能源和动力，尤其是对电能的需求，使人类在历史文明中不断寻找更有效率的生产方式，提高生产能力。随着社会的发展进步，人们对各种能源的利用需求越来越高，．1．万方数据东北大学硕士学位论文第1章绪论利用的形式也日新月异，对于电能的利用

6、，亦是如此。随着电力电子技术的发展以及功率器件的出现，人类通过对不同场合电能的运用，电力变换技术逐渐成为一门对生产生活影响越发重要的关键技术。电力变换依赖于电力电子电路的形式，而电力变换用到的技术手段是电力电子技术，电力变换的发展，体现在电力电子技术的发展上。1．2．1电力电子技术发展概况在人类文明的整个历史中，能源和动力，尤其是电能的开发以及电力和电子技术的应用具有重要意义【61。20世纪50年代，电力电子技术的出现不仅大大提高了人类的生产力，而且经过半个多世纪的发展，已经成为一门独特的学科【

7、71，并应用于人类社

8、会生产生活的方方面面。所谓电力电子技术就是有效地使用电力半导体器件，应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的--l'-J技术【8-91。电力电子技术的发展史就是电力电子半导体器件的发展史【loJ，图1．1是以电力电子器件作为标志的电力电子技术发展史。电史前期(黎明期)全控器件图1．1电力电子技术的发展史Figure1．1Historyofpowerelectronics电力电子技术经过几十年的发展，其应用领域几乎涉及工业、交通、国防、商业、家庭等各领域。电力电子对节能、减小环境污染、改善工作

9、条件、节省原材料、降低成本和提高产量等方面均起着举足轻重的作用。电力电子技术的电力电子技术的整体发展方向，可以总结为从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主，低损耗、高效率、小型化高功率密度的现代电力电子学方向的转变，软开关技术就是在高频化的驱使下诞生的。1．2．2DC／DC变换器的发展概况DC／DC变换技术与整流技术