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降低反激式开关电源损耗的技术研究

作　者: 张丽丽
导　师: 孙福明
学　校: 辽宁工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 反激式开关电源开关管占空比输出整流器占空比效率对比实验
分类号: TM461
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

反激式变换器最初应用在汽车点火线圈中。今天，反激式开关电源在消费电子等领域广泛应用。然而，反激式开关电源具有效率低的特点，如何降低它的工作损耗以提升工作效率，吸引了许多研究人员的注意。本文详细介绍了国内外降低反激式开关电源损耗技术的研究现状，深入分析了开关管占空比和输出整流器占空比对反激式开关电源中所存在的6种损耗（包括开关管的开关损耗与导通损耗、输入滤波电容器的损耗、变压器绕组的损耗、输出整流器的导通损耗、输出滤波电容器的损耗）的影响。理论分析得出：（1）当开关管占空比增大时，它的关断损耗呈现先减小后增大的规律，而输入端的各部分损耗则越来越小，但减小的速度随开关管占空比的增大而减小；（2）当输出整流器占空比增大时，输出端各部分的损耗和开关管的关断损耗将变小，但它们减小的速度也随着输出整流器占空比的增大而减小。本文设计了3组实验进行验证：（1）输出整流器的导通占空比保持不变，只改变开关管占空比；（2）开关管的占空比保持不变，只改变输出整流器的导通占空比；（3）同时以固定步长改变开关管占空比和输出整流器占空比，该组实验还通过搭建电路的方式进行了验证。仿真实验得出结论：当开关管占空比设定在0.45左右，输出整流器占空比设定在0.55左右时，反激式开关电源的效率最高。实验结果验证了理论分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 引言  8
  1.2 反激式开关电源的国内外现状  8-10
  1.3 本课题研究的意义和目的  10-11
  1.4 本课题的研究内容  11-12
2 不同占空比对反激式开关电源损耗的影响  12-25
  2.1 不同开关管占空比对反激式开关电源损耗的影响  12-20
    2.1.1 不同开关管占空比对开关管开关损耗的影响  12-14
    2.1.2 不同开关管占空比对开关管导通损耗的影响  14-15
    2.1.3 不同开关管占空比对变压器一次侧绕组损耗的影响  15-17
    2.1.4 不同开关管占空比对直流母线电容器损耗的影响  17-19
    2.1.5 不同开关管占空比对开关管参数选择的影响  19-20
  2.2 不同输出整流器占空比对反激式开关电源损耗的影响  20-24
    2.2.1 不同输出整流器占空比对输出整流器的导通损耗的影响  20-22
    2.2.2 不同输出整流器占空比对变压器二次侧绕组损耗的影响  22
    2.2.3 不同输出整流器占空比对输出整流滤波电容器损耗的影响  22-24
  2.3 本章小结  24-25
3 实验方案与电路设计  25-42
  3.1 实验方案设计  25
  3.2 实验参数  25-26
  3.3 实验电路设计  26-41
    3.3.1 控制芯片的选择以及外围电路设计  26-28
    3.3.2 变压器的设计  28-36
    3.3.3 开关管的选择  36-38
    3.3.4 RCD 箝位电路的参数计算  38-39
    3.3.5 输入输出滤波电容的选择  39-40
    3.3.6 输出整流器的选择  40
    3.3.7 反馈电路设计  40-41
  3.4 本章小结  41-42
4 实验结果与分析  42-60
  4.1 saber 仿真结果及波形  42-55
    4.1.1 仅改变开关管占空比 D 的实验  42-46
    4.1.2 仅改变输出整流器占空比 DO的实验  46-50
    4.1.3 同时改变 D 和 DO的实验  50-55
  4.2 实验结果及波形  55-59
  4.3 本章小结  59-60
5 总结  60-61
参考文献  61-63
攻读硕士期间发表学术论文情况  63
致谢  63-65
附录实验原理图  65

降低反激式开关电源损耗的技术研究

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