移相全桥变换器电压模式控制器的设计与仿真.pdf

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1、船电技术I控制技术移相全桥变换器电压模式控制器的设计与仿真张涛，刘胜道，祝小雨(海军工程大学电气工程学院，武汉430033)摘要：本文设计了一款ZVS移相全桥变换器，给出了移相全桥变换器的小信号模型。在小信号模型基础上，采用Matlab软件设计了电压模式控制器。最后采用Saber软件对系统进行了仿真。仿真结果表明电压模式控制器是可行的，系统能够正常运行。关键词：移相全桥变换器电压模式控制MatlabSaber中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1003．4862(2013)10．0028-03DesignandSimulationof

2、Voltage--mode--controllerofPhase-·shiftFull--bridgeConverterZhangTao，LiuShengdao，ZhuXiaoyu(CollegeofElectricEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：AkindofZVSPhase—ShiftFulLBridgeconverterisdesignedandAsmallsignalmodelofPhase-shiftFull-bridgeconve

3、rterispresentinthispaper．Basedonthesmallsignalmodel,thevoltage—mode—controllerisdesignedwithMatlabsoftware．AsimulationfortheentiresystemismadewithSabersoftware．Thesimulationresultsshowthatthevoltage--mode·-controllerisfeasibleandthesystemcanworknormally．Keywords：phase-shiflf

4、ull-bridgeconverter；voltage·-mode·-control,"Matlab；Saber0引言在开关电源的设计与研发中，开关变换器控制系统的设计是非常重要的一个环节，它的好坏直接决定着电源的性能和质量。目前主要的控制方式有电压模式和电流模式两种，电流模式补偿简单，环路响应快，但是它的数学模型比较难得到；电压模式补偿稍复杂，但是它的数学模型比较容易得到[1】。本文采用电压模式控制，在移相全桥变换器小信号模型的基础上设计了电压模式控制器，并用Saber软件进行了仿真，仿真结果表明电压模式控制器是可行的。1ZVS移相全桥变换器

5、参数本文设计了一款ZVS移相全桥变换器，并进行了仿真实验。全桥变换器采用UC3875N芯片控制，其主要参数如下：输入直流电压V．m=220～360V，收搞日期：2013．02．25作者简介：张涛(1984．)，男，硕士研究生。研究方向：磁环境与防护技术。28额定输出电压睁25V，变压器副原边匝比n=1／6，开关频率户50kHz，谐振电感及变压器漏感Lr=8．18¨H，输出滤波电感L=25归，滤波电容C=500庐，等效串联电阻(ESR)R。=0．13Q，负载电阻R=0．25Q，基准电压G。r=2．5V，UC3875N的PWM锯齿波峰●值‰=3．2

6、3V。2移相全桥变换器小信号模型状态空间平均法是变换器小信号建模的一个常用方法。文献【2】给出了ZVZCS移相全桥变换器的小信号等效电路模型和主电路控制一输出的传递函数。ZVS移相全桥变换器的小信号等效电路模型和控制一输出的传递函数与ZVZCS类似，可得ZVS移相全桥变换器控制．输出的传递函数Gd(S)：刚沪可剩筹蕊电其中：Rd=4n2Lrf船电技术I控制技术3电压模式控制器的设计电压模式控制的基本思想：输出电压经采样后与给定的基准电压相比较，所得的误差送补偿放大环节，再经脉冲宽度调制，得到一系列控制用的脉冲序列，控制变换器中功率开关器件的通断

7、，达到稳定输出电压的目的。通常，把补偿网络和电压采样网络合并，称为电压模式控制器，把电压模式控制器之外的环节称为控制对象【3J。图1是电压模式控制原理框图：Gva(S)是主电路控制一输出传递函数，GM(S)是PWM传递函数，聊s)是电压采样网络的传递函数，G。0)是补偿网络传递函数。图I电压模式控制原理框图要设计反馈回路使闭环系统稳定，必须先求出系统的开环传递函数。将ZVS移相全桥电路参数代入(1)式，得到主电路控制一输出的传递函数Gvd(S)：，、60xfl+6．5×10。s1吒(J)2两而毒百甄而责而@’PWM传递函数GMQ)=1／VM=I

8、／3．23，电压采样网络的传递函数乒酗)=VrotCVo=2．5／25，可得系统未补偿前的开环传递函数瓯0)：q(s)=瓯(J)氏(J)H(s)1．8