移相全桥dc-dc变换器及其数字控制的研究

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1、分类号学号M201272214学校代码10487密级硕士学位论文移相全桥DC-DC变换器及其数字控制的研究学位申请人：李武杰学科专业：控制理论与控制工程指导教师：程善美教授答辩日期：2015年5月25日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheResearchofPhase-ShiftedFull-BridgeDC-DCConverterandDigitalControlCandidate：LiWujieMajor：ControlT

2、heoryandControlEngineeringSupervisor：Prof.ChengShanmeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他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，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授

3、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，即：学校有权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。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权数。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着电力电子技术和控制理论的飞速发展，电力电子产品得到了更为广泛的应用。而应用于斩波电路的移相全桥DC-DC变换器，相比

4、于一般的硬开关电路，能够实现功率开关管零电压开关(ZVS)，控制容易，在功率变换的众多场合倍受欢迎。移相全桥DC-DC变换器能够实现ZVS功能和大功率能量转换，本文基于移相全桥DC-DC变换器的基本拓扑结构，介绍了其详细的工作过程和滞后桥臂实现ZVS的条件，结合实际应用要求设计出谐振器件的参数。采用了小信号建模方法和PWM等效法建模的方法对移相全桥DC-DC变换器进行数学建模，采用模型的Bode图设计出合适的PI控制器参数，并通过Matlab/Simulink仿真验证移相全桥DC-DC变换器的数学模型和PI参数的正确性。本文介绍了移相全桥DC-DC变换器变压器出现偏

5、磁的原因，并通过检测变压器原边电流并进行闭环补偿达到消除高频变压器偏磁的目的。本系统控制板硬件电路的控制芯片为TI公司的DSP(TMS320F28335)和ALTERA公司的FPGA(EP4CE30F23I7)，驱动板硬件电路的控制芯片为ALTERA公司的FPGA(EP3C5E144I7)。控制板FPGA通过电压电流传感器对模拟量采样滤波，采集输出直流电压和变压器原边电流；控制板DSP对输出电压闭环控制，用于稳定输出电压；驱动板FPGA对高频变压器原边电流闭环控制，用于消除高频变压器的偏磁，电压环和电流环均采用数字PI控制器，实验波形证明电压环能够稳定输出电压，电流

6、环能实现偏磁补偿，因此验证了本系统设计的正确性。关键词：移相全桥DC-DC变换器，零电压开关，小信号模型，偏磁补偿，数字PI控制器I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofpowerelectronicstechnologyandcontroltheory,thepowerelectronicsproductsgetmoreextensiveapplication.ThePhase-ShiftedFull-BridgeDC-DCconvertertopologyappliedtochoppercircuit,comp

7、aredtothehard-switchcircuit,canachievezerovoltageswitching(ZVS)ofpowerswitch,andeasytocontrol,itisapopularpowerconversioninmanyoccasions.Phase-ShiftedFull-BridgeDC-DCconvertercanachieveZVSandhigh-powerenergyconversion.Basedontheconverter,thisthesisintroducestheprocessofitsdetailedwor