准谐振反激电源的设计与研究.pdf

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1、硕士学位论文准谐振反激电源的设计与研究THEDESIGNANDRESEARCHOFQUASIRESONANTFLYBACKPOWER刘钊哈尔滨工业大学2018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准谐振反激电源的设计与研究硕士研究生：刘钊导师：王毅教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46U.D.C:621.3Adissertationsubmittedinpa

2、rtialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringTHEDESIGNANDRESEARCHOFQUASIRESONANTFLYBACKPOWERCandidate：LiuZhaoSupervisor：Prof.WangYiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateScho

3、olDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在电动汽车行业快速发展的趋势下，电动汽车数量急剧增加和充电桩数量不足之间的矛盾越来越明显，充电桩除了要有优越的性能和高效率，更重要的是要有足够的可靠性和稳定性。本课题以反激电路为基本拓扑为充电桩中的电源模块设计了一款辅助电源，通过准谐振控制来实现电源高效率运行。对断续工作的反激电源来说，在负载减小时开关管的开通时间和去磁时间减少，振荡时

4、间不变，因此随着负载减小开关频率增加。由于电源工作频率的提高会引起开关管功耗增加，效率降低，同时会引入更多的电磁干扰，因此要将各工况下电源的开关频率控制在一定范围内。在重载时设计了谷跃控制电路，其中主要包括谷底检测和滞环控制技术。谷跃控制实际上就是控制开关管在漏源极电压波动到谷底时导通，并且负载降低时谷底数增加，开关频率减小。由于在谷底导通时电压很低，因此可以提高电源的效率。滞环控制的引入可以防止由于电路波动而引起错误的谷跃，提高电源的容错性和稳定性。在轻载时设计了固定峰值电流控制电路。在输入电压不变时通过固定峰值电流的方式固定开

5、关管开通时间。关断时间则是由反馈电压与充电电容电压共同决定，当负载降低时反馈电压减小，电容上需要达到更高的电压才会使能驱动信号，因此需要更长的时间，由此降低开关频率，提高了轻载时电源的效率。完成了峰值电流控制模式的反激电源小信号建模，并在此基础上设计了反激电源的补偿网络，利用环路分析仪对硬件电路的环路参数进行了调试。论文设计了反激电源的变压器，并针对电源设计了过欠压保护电路和箝位电路。利用仿真软件Simplis搭建了仿真模型并进行了简单的仿真验证，在仿真的基础上完成了样机的搭建，对硬件电源输出二极管过压现象进行了调试，并对样机进行

6、了相关的测试验证。通过实验验证了设计的可行性，结果表明设计的电源具有纹波小，效率高，稳定性好等优点。关键词：准谐振；反激变换器；谷底检测；纹波-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractUnderthetrendoftherapidexpansionoftheelectricvehicleindustry,thecontradictionbetweenthesharpincreaseinthenumberofelectricvehiclesandtheinsufficientnumberofchargingpilesisg

7、ettingmoreandmoreobvious.Apartfromchargingpilessuperiorperformanceandhighefficiency,what’smoreimportantistohavehigherreliabilityandstability.Inthispaper,anauxiliarypowersupplyisdesignedforthepowermoduleinthechargingpilewiththeflybackcircuitasthebasictopology.Thequasi-

8、resonantcontrolisusedtoachievehigh-efficiencyoperationofthepowersupply.Fortheflybackpowersupply,theturn-ontimeanddemagnetiza