基于移相全桥低压大电流直流电源的研究

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1、分类号学号M201271361学校代码10487密级硕士学位论文基于移相全桥低压大电流直流电源的研究学位申请人许航宇：学科专业：电气工程指导教师：潘垣教授答辩日期：2015.5.21AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchonPhase-shiftedFull-bridgeLow-voltageHigh-currentDCPowerSupply

2、Candidate:XuHangyuMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.PanYuanHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个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

3、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书。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

4、日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要低压大电流直流变换器在磁体电源、计算机通信技术、电动汽车、航空、电解电镀等众多领域有着广泛应用。随着功率需求越来越大，半导体器件的开关损耗和导通损耗导致变换器的传输效率较低，而传统的低频变换器中笨重的变压器和滤波器件都制约着整机的小型化，因此高效节能和高功率密度成了新型低压大电流直流变换器的发展方向。移相控制的全桥DC-DC变换器充分利用半导体开关器件的寄生参数与变压器漏感的谐振过程实现零电压开通关断，效率可得到大幅度提升，同时电磁干扰（EMI）也会被有效

5、降低，但是滞后桥臂开关管的软开关实现会受到不同因素的影响。本文详细阐述了移相全桥软开关变换器在整个开关周期中不同模态的工作状态，研究了实现软开关过程中负载电流、死区时间、谐振电感以及开关管寄生电容之间的关系，给出了死区时间的设计方法；利用低阻抗的MOSFET代替整流二极管，并设计了控制逻辑，使得整流管在导通和换流期间都能够实现同步整流；对PCB型平面变压器绕组排布方式对变压器的损耗以及漏感的影响进行了研究，并选择了交错式排布方案；完成了变换器整体硬件设计，并在MATLAB/Simulink环境下对

6、变换器的工作状态和软开关实现过程进行了可行性验证。最后搭建出一套开关频率100kHz，输出14V/210A的样机，通过移相控制实现了全桥开关管的零电压开关，减小了开关损耗，同步整流大大降低了整流管的导通损耗，变换器整体效率最高为95%。关键词：低压大电流直流移相全桥软开关平面变压器同步整流I华中科技大学硕士学位论文AbstractAhigh-currentlow-voltageDC/DCconverteriscommonlyusedinComputercommunicationtechnology

7、,electricvehicle,aviation,electrolyticplatingandmagneticpowersupply.Withtheincreasingdemandingpoweroftheconverter,switchinglossesandconductionlossesofthesemiconductorswitchreducethetransmissionefficiency,whilethebulkytransformerandfilterdeviceinlowfre

8、quencyconverterrestricttheminiaturizationofthewholemachine.SohighefficiencyandhighpowerdensityhavebecomethenewdevelopmentdirectionsoflowvoltagehighcurrentDC/DCconverter.PSFBconvertercanachievezerovoltageswitching(ZVS)byutilizingthetransformerl