【摘 要】
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移相全桥（Phase-Shifted Full-Bridge,PSFB）拓扑由于控制方式简单、输出功率大、输入输出范围宽等特点而广泛应用于DC/DC变换器中。然而,由于PSFB变换器存在副边占空比丢失、副边整流管电压振荡和软开关范围受限等问题,在大功率应用场合需要考虑并改进,学者们主要通过改进调制策略、改进拓扑结构、加入辅助软开关电路等措施来解决其存在的问题。PSFB变换器由于其拓扑结构一般应用于
【基金项目】
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深圳科技计划项目（JSGG20190823152215116）；
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移相全桥（Phase-Shifted Full-Bridge,PSFB）拓扑由于控制方式简单、输出功率大、输入输出范围宽等特点而广泛应用于DC/DC变换器中。然而,由于PSFB变换器存在副边占空比丢失、副边整流管电压振荡和软开关范围受限等问题,在大功率应用场合需要考虑并改进,学者们主要通过改进调制策略、改进拓扑结构、加入辅助软开关电路等措施来解决其存在的问题。PSFB变换器由于其拓扑结构一般应用于降压场合,可等效为隔离型BUCK变换器。当PSFB拓扑应用在升压场合,可通过增大变压器副原边匝数比实现,但副边整流管耐压等级需要随之升高,并且在宽输入电压工况下,难以实现稳定的宽输出电压与电流,因此需要对宽输入电压工况下升压型PSFB拓扑存在的问题进行分析与改进。针对宽输入电压工况下PSFB设计要求,以PSFB变换器为研究对象,详细分析了其工作原理与其存在问题的产生原因,提出了在PSFB变换器原边加入辅助谐振网络与箝位二极管、两个MOSFET与正向压降小的二极管并联的方案来抑制整流管的振荡、拓宽软开关开通范围、简化谐振电感设计并提高系统效率。为完成闭环校正设计,建立了PSFB变换器的小信号模型,设计了功率拓扑器件,选择加入斜坡补偿的峰值电流控制模式来进行系统闭环校正的设计,并提出了移相控制与Sharp Mode Transiton控制结合的控制策略,实现了系统输入电压宽范围变化时宽范围输出的稳定控制。在SIMPLIS软件中建立了Tr-lag型PSFB变换器的仿真模型。仿真结果表明本文采用的方法可以改善副边占空比丢失、整流管的电压振荡并实现MOSFET在宽负载范围内软开关。搭建实验样机进行实验验证,测试了变换器的关键电压与电流波形。实验结果表明样机在宽输入电压范围内的工作特性良好,验证了与理论分析的一致性。
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