BUCK馈电交错并联推挽式谐振变换器研究

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1、华南理工大学硕士学位论文BUCK馈电交错并联推挽式谐振变换器研究姓名：段守圣申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：王志强20080508摘要高效率电源是开关电源的发展趋势，谐振软开关是提高开关电源效率的常用设计手段。为了研制一台3KW高效(满载95％以上)通信电源，论文采用谐振软开关变换器来实现功能。传统的谐振变换器一般均采用频率调制方式，从而使变换器应用受到一些限制，如允许输入的电压范围宽度较窄，软开关实现受负载大小影响等。本论文采用新型谐振推挽变换技术，结合恒定脉宽调制方式，克服了传统谐振软开关的缺点。为了

2、满足性能要求，电路采用Buck电流馈电的两级电路，前级Buck和后级谐振推挽电路，从而减小开关管应力，简化控制，降低成本。后级推挽采用交错并联，提高传送功率和变换器效率。本文首先介绍了谐振变换器背景与种类、基本推挽电路及各种谐振推挽电路的工作原理及基本关系。重点分析了传统电压馈电、Buck电压馈电以及Buck电流馈电各种电路的基本原理和优缺点。同时介绍了同步整流概念和基本原理，并对新型的谐振推挽电路进行了原理分析，讨论了软开关实现条件的选择、两级电路及交错并联推挽。然后，论文在比较两种不同Buck拓扑基础上，采用simetr

3、ix仿真软件对电路进行仿真，重点仿真分析了电路的软开关特性。通过比较，说明电路软开关的实现条件。其次，本文对电路参数进行了设计，重点是磁性元件的设计。在介绍了控制和驱动芯片基础上，提出了整个电路的控制思路。对控制电路参数进行了设计，并利用试验验证了控制电路的可行性。最后，本论文为了验证所提出的电路拓扑的优越性进行了试验研究，试制了Buck馈电交错并联推挽谐振变换器电源装置。通过对所采集试验波形的分析，说明了新拓扑的可行性。利用试验所得的效率参数绘制了效率曲线，且对电路进行了简要的损耗分析。并通过分析相应bode图特性，进行负

4、载突变实验，验证了变换器良好的动态响应性能。关键词：谐振推挽；交错并联；同步整流；软开关；电流馈电AbstractHi曲e伍ciencyismedeVelopmemtrendofpowersupply’andresonantaIldsoR—switcllingisal、)~，aysthewayt0呻r0Vetlleefnciencyinpo、Ⅳersupplydesign．TbdeVelopalligke所ciency(moretlm95％at如ll—load)3KWcommuIlicationspowersupply’p印

5、erllSesresonantconvenert0acllievcsoR_switchingcondition．TtaditionalresonantconVertergenerallyadoptsf．requencymodulationmode，WhichmakescoIⅣerterh嬲somelimitations．Such嬲，na玎owinputvoltageraIlge，a11dtherealizationofsoft-s谢tchingissensitivetoloadsize．Therefore，anewtypeo

6、fresonalltPush-pullcoIlVerterispresent，whichisaconstantpulsewidthmodulationtoovercomeshortcomingsof乜aditionalsoR-switching．Inordertomeet让忙requirements，Buckcurrent-fedt、vostageisused，f．omerBuckaIldpostPush-pull．Buckistodecreasethestressofswitch，simpli匆thecontrolaIld

7、reducecosts．AndinterleaVingPush—puHistoincreaSethetrallsmissionpoⅥ，erandconverteremciency．Firstly，tllisp印erproposesthebaCkgroundsaIldclassificationsoftheresonaIltconVener，aIldfocusesontheoperatingprincipleandthebasicrelationshipofreso彻，ntPush—pull，Buckcurrent-fed，a

8、ndsyncllronousrectifier．PaperdiscussestheoperatingprincipleofnewresoImcePush—pull，aSweUastherealizationofsoR-s、Ⅳitching，铆ostagesandparallelinterl