移相全桥零电压开关（zvs）电力操作电源的研究

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1、摘要近年来，随着电力电子技术的发展，移相全桥PWM—DC／DC变换器已经成为高频开关电源研究的热点，特别是在中大功率场合，采用软丌关技术(如ZVS)的移相全桥DC／DC变换器代表了此领域功率电子技术的发展方向，因为它不但可以减少开关电源的开关损耗、电磁干扰，还能改善电路的输出特性，提高电路的效率、稳定性和可靠性。本文在分析移相全桥零压软开关电路的基础上，研制了2．2KW的电力系统用直流操作电源，实验表明，本电源可在全输入电压和全负载范围实现ZVS软开关，整机效率在全负载范围达到85％以上。本论文共包括三部分。首先，分析移相全桥软开关拓扑结构的工作原理与模态，并分析了

2、输出滤波电路、辅助电源电路、以及EMI电路，指出移相全桥零电压(zvs)技术要注意的几个关键问题。通过与3873芯片相比较，指出本电源控制电路是电压环与电流环双环控制相结合的特点，并讨论了控制电路中斜率补偿电路原理、电流环调节电路、均／浮充电压调节系统、均流控制电路、保护电路、驱动电路等。其次，根据在理论分析的基础上，研制了2．2KW的电力系统用直流操作电源。设计和选择了组成电路的各元件参数。通过分析和讨论采集的相关波形，验证了本电源功率管是零电压开通和关断，从而减少了功耗。考察了电源输出特性、散热状况和效率，验证了本电源在性能上基本达到了设计要求，说明采用电压环和

3、电流环双环控制与移相全桥ZVS技术相结合的开关电源的电路设计的正确性。最后，考虑到为实现自动化和无人值守的要求，研制了该电力操作电源集中监控电路。微处理器采用89C51为核心，用C51编程，利用键盘输入控制电源模块的信号，达到遥空、遥测、遥信、遥调等四遥功能。关键词：丌关电源；ZVS双环控制；均流；监控AbstractInthefewyears．phase—shiftedPWMdc／dcconverterhasbeenthestudyfocusoftheswitchpowersupplyalongwiththepowerelectronicsdevelopment．

4、Especiallyinthemediumandbigpowerscene，adoptingthephase—shiftedfull-bridgePWMde／desoft—switching(1ikezero·-voltage-switching)converterrepresentsthewayinthepowerelectronictechnology．PS-ZVS-PWMmayreducetheswitehdissipation，lowereletromagneticinterference，alsooptimizetheinverteroutputchara

5、cteristics，improvetheinverterefficiency，stabilityandreliability．BasedonthediscussofthePS—FB—ZVS．2．2KWelectricswitchsupplypowerwasdesigned．TheexperimentsshoweditcanrealizetheZVSrangingbetweenwholeinputvoltageandload．Efficiencyhadexceeded85％．Thepaperwasmadeupofthreeparts．First，thephase—s

6、hiftedfullbridgePWMzerovoltagesoftswitch(ZVS)topologymodeandworkingprinciplewasanalyzed．Meanwhile，outputfilter,theauxiliarycircuit，andtheEMIcircuitwerediscussed．SomeproblemsthatmustbepaidattentiontothePS—full—bridgeZVStechnologywerepointout．Thecontrolcircuitcharacteristicscombinedofvol

7、tageloopandcurrentloopwerementioned．Comparingwiththe3875chip，atthesametime，theslopecompensationcircuit，currentloopadjustcircuit，chargevoltageregulatesystem，uniformcurrentcontrolcircuiLprotectingcircuit，anddrive—magnifyingcircuitofthecontrolcircuitwefeanalyzedindetail．Followingthetheo