电流馈电软开关高压电源研究

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1、硕士学位论文电流馈电软开关高压电源研究CURRENT-FEDSOFT-SWITCHINGHIGHVOLTAGEPOWERSUPPLY徐兴华哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM46学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文电流馈电软开关高压电源研究硕士研究生：徐兴华导师：张东来教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46U.D.C:621.3DissertationfortheM

2、asterDegreeinEngineeringCURRENT-FEDSOFT-SWITCHINGHIGHVOLTAGEPOWERSUPPLYCandidate：XuXinghuaSuperVisor：Prof.ZhangDonglaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2015Degree-Confer

3、ring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要高压电源作为许多应用设备的“心脏”，有着不可替代的作用。本论文的主要研究目的是研究设计一款高升压比、高可靠性的高压电源。根据变换器的设计要求，本文将从变换器主拓扑的工作原理、拓扑中各项参数的计算、变换器软开关条件的研究、系统小信号模型的建立、变换器补偿网络的设计及系统整体软件设计等方面进行深入的研究。本文选择全桥电流馈电拓扑作为变换器主功率拓扑，它是由BOOST电路和全桥电路结合而成，具有输入电流纹波较

4、小、电压增益大和高效率等优良性能，能满足设计要求。同时采用有源箝位的方法，限制全桥电路中功率开关管关断时产生的过冲电压，保护变换器的器件，提高变换器的可靠性。本文将在详细介绍有源箝位全桥电流馈电变换器工作原理的基础上，分析变换器的工作状态，并计算主功率拓扑中的参数值。该变换器利用变压器漏感与电容之间的谐振来实现功率开关管的软开关，研究分析变换器实现软开关所需要的条件，并对有源箝位电容进行优化设计，然后用Saber软件对变换器进行仿真，验证理论分析的正确性。采用状态空间平均法，对全桥电流馈电变换器进行小信号建模，为了保证变换

5、器工作时具有良好的稳定性能和动态响应特性，对变换器采用电压环和电流环双闭环控制策略，进行补偿器设计，经过仿真分析，验证变换器闭环后具有较高的稳定性能和动态响应特性。辅助电路是变换器中不可或缺的部分，本文将分别设计变换器的软启动电路、采样电路和驱动电路，搭建变换器的实验样机，测试并分析变换器的工作波形及相关数据，根据实验数据可知，该变换器实现了软开关，具有较高的工作效率。本论文所做的仿真设计和拓扑实验均验证了采用全桥电流馈电拓扑实现高压输出的可行性，并保证了变换器具有较高的工作效率和可靠性。关键词：电流馈电；有源箝位；软开关

6、；小信号建模-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHighvoltagepowersupplyplaysanimportantroleinmanyapplications.Thisdissertationistodesignahighvoltagesupply,whosepropertiesarehighstep-upratioandhighreliability.Themaincircuittopologyanalysis,powertopologicalparameterdesign,soft-switc

7、hingconditionanalysis,smallsignalmodelestablishment,controlcircuitdesignandsystemsoftwareprogrammingmustbestudiedindepthtoaccomplishthesespecifications.Thecurrent-fedfullbridgecircuitischosenasthemainconvertertopology.Itisacombinationofboostcircuitandfullbridgecir

8、cuit.Thecircuitmeetstherequirements,suchassmallrippleofinputcurrent,highstep-upratioandhighefficiencyandsoon.Theactiveclamplimitsthevoltageovershootwhen