移相控制PWM全桥软开关DCDC变换器的设计与开发

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1、摘要电力电子技术突飞猛进的发展，被视为人类社会的第二次电子革命。开关电源涉及电力电子、智能化IC、新电路技术等诸多技术领域，其中，软开关电力电子变换技术是近年来的一个热门课题。移相控制ZVSP删DC／DC全桥变换器是变换器的一个研究热点，诸如高性能、高效率、低噪声、低污染等理论问题急需研究。软开关是在硬开关主体电路上增加一些辅助器件来“软化”开关器件，使开关器件实现ZVS或ZCS。本文基于对基本移相控制ZVSPwMDC／DC变换器的电路结构、控制原理及开关转换模式等的分析，得到了开关器件实现零电压开关的条件和策略及副边占空比丢失的原因和解决方法；阐述了全桥变换器的滞后臂比

2、超前臂更难实现ZVS的原因；指出了基本移相控制ZVSP1jI『MDC—DC全桥变换器的不足。为了解决这些问题，对基本移相控制ZVSPWMDC／DC变换器的电路结构作了相应改进，通过严密的理论推导，在其超前臂加箝位二极管，滞后臂加辅助网络，从而设计了一款带辅助电路，使变换器获得良好的ZVS开关效果，并减少副边占空比丢失的移相控制PWM全桥软开关DC／DC变换器。本文在上述分析的基础上，设计了一款48V／20A的软开关电源，并给出了基于ORCADPSPICE10．5软件的电路仿真结果。本文还对控制电路、驱动电路、保护电路等进行了设计，采用PI调节器实现电压闭环控制，以提高电路

3、的稳定性和精确度，最后得出了整机电路图，并完成了样机的开发。关键词：全桥DC／DC变换器、零电压开关(ZVS)、移相控制IIAbstractTherapiddeVelopmentofpowerelectronicsisregardedasthesecondelectronicreV01utioninthehumansociety．SwitchpowersupplyisinVolVedinpowerelectronics，intelligentIC，newcircuittechn0109yandothertechnicalfields，inwhichthetechnolog

4、yofsoft—switchingpowerelectronictransformationisahotsubjectinrecentyears．Phase—shiftedzero—voltage—switchingPWMDC／DCfull—bridgeconverterisahotspotbeingresearchedonconverters，alotoftheoreticalproblemsareinurgentneedofresearch，suchashigh—performance，highefficieney，lownoise，10wp011utionandso

5、on．Soft—switchingisadevicethataddssomeauxiliarydevicesonthemaincircuitofthehard—switchingtosoftenswitchingdeVicesandachieVesZVSorZCS．Thispaperbasesontheanalysisofthecircuit，contr01principleandconversionmodeoftheswitchofthebasicphase—shiftedcontr01ofZVSPWMDC／DCfull一bridgeconverter，analyzes

6、theconditionsandstrategiesforswitchingdevicesachievingzero—voltage—switchingandthecausesands01utionsforbothsidesofdutycycleandloss：elaboratesthereasonsforthe1agginglegofthefull—bridgeconVerterachieVingZVSharderthanthe1eading1eg：ThebasicIⅡPSZVSPWMDC／DCFBconverterhassomedisadvantages．Inorde

7、rtos01vetheseproblems，acorrespondingimproVementhasbeenmadeforthecircuitofthebasicphase—shiftedcontr01ofZVSPWMDC／DCful1一bridgeconverter，throughstricttheoryinferentialreasoning，increasetheclaIIlpingdiodeontheleading1eg，andincreasetheauxiliarycircuitonthe1agging1eg，thu