宽范围输出的副边移相控制全桥变换器的研究

《宽范围输出的副边移相控制全桥变换器的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文宽范围输出的副边移相控制全桥变换器的研究AWIDEOUTPUTRANGEFULL-BRIDGECONVERTERWITHSECONDARY-SIDEPHASE-SHIFTED张孟乔哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM461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宽范围输出的副边移相控制全桥变换器的研究硕士研究生：张孟乔导师：张东来教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM461U.D.C:621.3Di

2、ssertationfortheMasterDegreeinEngineeringAWIDEOUTPUTRANGEFULL-BRIDGECONVERTERWITHSECONDARY-SIDEPHASE-SHIFTEDCandidate：ZhangMengqiaoSupervisor：Prof.ZhangDonglaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeinEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDe

3、fence：June,2015Degree-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充电系统中，前级PFC（PowerFactorCorrection）装置输出电压范围有限，需要中间级DC-DC变换器才能满足充电需求。移相全桥拓扑简单、开关损耗小、可靠性高，是一种适合于大中功率场合的软开关拓扑。本文主要对宽范围输出的副边移相控制全桥变换器进行研究。对各种移相全桥拓扑进行了充分的分析研究之后，本文提出了一种带有无源辅助网络的副边移相控制全桥变换器。此变换器拓扑

4、无需箝位电路就消除了整流二极管电压尖峰，提升了器件的可靠性；输出电容复位原边电流，消除原边续流损耗；引入副边移相控制策略，实现了副边二极管的ZCS（ZeroCurrentSwitch）自然换流；无源辅助网络的加入使得变换器原边开关管在空载条件下也能实现ZVS（ZeroVoltageSwitch）软开关，降低了开关损耗，提高了变换器效率。本文建立了移相角与变换器功率及输出电压的数学模型，并且论述了软开关条件，对电路参数与输出特性、软开关条件的关系进行了探讨。通过对比所有工作状态，可知DCM（DiscrectConductMode）工作状态回流功率为0，选择DCM

5、工作状态作为变换器的主要工作状态。通过对移相电感、无源辅助网络等电路参数的优化设计，使变换器运行于所设定的工作状态，开关管在宽负载范围下实现ZVS软开关。利用开关周期平均法对变换器进行小信号建模，比较了二阶与一阶小信号模型，并在一阶小信号模型的基础上，设计合理的补偿网络和闭环系统控制电路，确保闭环系统稳定工作并且兼顾控制系统快速性。通过仿真和实验对本文的研究内容进行验证。制作了一台输入电压100V，输出电压200V-400V，频率100kHz的实验样机，测试了所有工作状态下原边电感电流波形，验证了理论分析及仿真结果。其次在DCM工作状态下，验证了输出电压为20

6、0V和400V的不同载荷下的原副边开关管软开关特性。最后验证了切载时闭环控制系统的稳定性和快速性。实验结果达到预期设计目的及指标。关键词：宽范围输出；ZVS软开关；DC-DC变换器；移相全桥；副边移相控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTTheproblemofenvironmentalpollutionisincreasing,theelectriccarindustryhasbeendevelopedrapidly.Intheelectricvehiclechargingsystem,theoutputvoltagerangeofthef

7、ormerPFCdeviceislimitedandtheintermediatelevelDC-DCconverterisrequiredtomeetthechargingdemand.ThetopologyofthePSFB(phaseshiftedfullbridge)issimple,thelossoftheswitchingissmall,thereliabilityishigh.Inthispaper,thehighpowerdensityfull-bridgeDC-DCZVSconverterbasedonsecondary-sidephase-

8、shiftedcontrolisstu