二次侧移相控制软开关PWM DC/DC全桥变换器的研究

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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。对于软开关技术的发展过程论文进行了详细阐述,并对硬开关功率电路的缺点进行说明,进而提出了用软开关来代替硬开关的发展方向。  移相PWM全桥变换器由于采用移相控制,控制简单,所以得到了广泛的应用。随着软开关技术的发展,移相PWM全桥变换器的开关管实现了“软化”,从而降低了开关损耗以及电流电压的应力。移相控制软开关ZVS DC/DC全桥变换器是变换器的一个研究热点,但是诸如高性能、高效率、低噪声、低污染等理论问题急需研究。  本文基于移相控制ZVS PWM DC/DC变换器的电路结构、控制原理及开关变换模式的分析,说明其拓扑结构存在的不足,包括轻载时滞后桥臂难以实现ZVS软开关,因而造成输出电压调节范围为较小;另外在移相过程中,一次侧绕组中及器件中存在较大的环流,这就增大了环流损耗,降低变换器效率。  针对上述不足,本文在传统的一次侧移相控制软开关ZVS PWM DC/C变换器拓扑结构的基础上,在变压器二次侧添加两个有源可控开关管,实现了变压器二次侧可控,提出了一种新型二次侧移相控制软开关PWM DC/DC全桥变换器,新型变换器中变压器的一次侧开关管可以实现零电压开通和关断,变压器二次侧开关管可实现零电流开通和关断,且在空载至满载范围内,以上软开关动作均可保证实现,与传统移相控制ZVS PWMDC/DC变换器相比较,本文中所提出的新型二次侧移相控制软开关PWM DC/DC全桥变换器不仅具有较宽的输出电压调节范围,同时也有效地减小了移相过程中变压器一次侧绕组及器件中的环流,进而减小了工作中产生的环流损耗。  本文对变换器电路的结构设计、工作原理作了详细介绍,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。
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