电流源型半桥变换器技术研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文电流源型半桥变换器技术研究姓名：张航申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：谢少军20080201南京航空航天大学硕士学位论文摘要电流源型半桥变换器存在的主要问题是变压器漏感引起的开关管关断电压尖峰和实现软开关困难。本文在总结国内外学者为解决该问题所提出的各种方案的基础上，采用零电流关断技术，使开关管关断时漏感电流从零增加到稳态值的过程消失，消除产生开关管关断电压尖峰的源头，从根本上消除了开关管的关断电压尖峰。本文首先分析了一种改进型对称控制零电流开关PWM电流源型半桥变换器。通过变压器副边加入的有源谐振支路，该变换器实现了PWM控制

2、和开关管的零电流关断。与文献提出的电路结构相比该变换器减少了一个辅助开关管，简化了电路结构且同样保证了电路的对称性。论文详细分析了该变换器的工作原理和特性，给出了参数的设计过程，仿真研究结果表明该变换器实现了所有开关管的零电流关断和整流二极管的零电压开通，由变压器漏感引起的集射极电压尖峰被消除。针对改进对称控制零电流开关电流源型半桥变换器的缺点，论文重点研究了一种不对称控制零电流开关PWM电流源型半桥变换器。该变换器采用不对称半桥整流电路，只需要在变压器副边加入一个谐振电容并利用变压器漏感就可以实现主开关管的零电流关断和整流二极管的零电压开通。论文详细分析了其工作原理，工作

3、特性。并与全桥整流方式作比较，对变换器的整流结构进行了讨论。基于对上述不对称控制ZCS-PWM电流源型半桥变换器的研究，将二极管与主开关管串联，以解决开关管反并二极管的反向恢复引起的电压尖峰和开关管电流应力较高的问题。论文详细分析了其工作原理，工作特性，对开关管引入串联二极管的优点以及给变换器带来的影响作了详细的分析。在理论分析的基础上论文详细介绍了不对称控制ZCS-PWM电流源型半桥变换器的设计方法，给出了控制电路的设计过程和工作原理。最后对该变换器进行了仿真研究并制作了原理样机进行实验验证。实验结果表明该变换器实现了开关管的零电流关断和整流二极管的零电压开通，消除了由变

4、压器漏感引起的开关管关断电压尖峰，提高了变换器的工作效率。零电流技术和开关管串联二极管的引入彻底·I·电流源型半桥变换器技术研究消除了开关管的关断电压尖峰，开关管集电极电流最大值被限制在输入电流值，减小了由于谐振给开关管带来的高电流应力。由于无需增加任何有源辅助支路，变换器电路结构简洁可靠，控制简单，在输入电压波动范围较小的场合应用具有明显的优势。关键词：DC-DC变换器，电流源型半桥变换器，零电流关断，不对称控制，不对称半桥整流·II·南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTThemajorproblemofthecurrent-fedhalfbridge(CFHB)

5、converterishighvoltagesurgesacrosstheturned-offswitchcausedbytheleakageinductoroftransformeranddifficulttoachievethesoftswitching.Basedontheresearchworkabouttheproblemsathomeandaboard,theZCStechniqueisadoptedtomakethecoursethatthecurrentofleakageinductancerisesfromzerotosteadystatevaluedis

6、appear.Thusthesourceofvoltagesurgesisremovedradically.AZCSPWMCFHBConverterwithimprovedsymmetricaloperationisstudiedfirstly.Byintroducinganactiveresonantbranchtothesecondaryofthetransformer,thezero-current-switching(ZCS)andpulse-widthmodulation(PWM)areobtained.Thecircuitstructureinthepaperi

7、ssimplerthanintheliteraturebygettingridofaauxiliaryswitchandthecircuitalsomaintainsthesymmetry.Operationprincipleandcharacteristicoftheconverterareanalyzeddetailedlyandthedesignoftheparameterisalsoincludedinthispaper.Itisverifiedbysimulationthatalltheswitchesa