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移相全桥ZVS直流变换器改进与数字控制技术研究

作　者: 闫正国
导　师: 张春喜
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 软开关技术数字控制技术移相全桥 ZVS
分类号: TM461
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

移相全桥直流变换器在中大功率场合中较为常用,本文研究的主要内容是:将软开关技术和数字控制技术应用在移相全桥ZVS直流变换器中,并对基本的移相全桥ZVS直流变换器进行改进研究。基本移相全桥ZVS直流变换器所存在的固有缺陷:逆变桥的滞后桥臂在轻载时较难实现ZVS和存在副边占空比丢失的现象。本文首先介绍了两种改进策略:在变换器原边使用饱和电感和在逆变桥的滞后桥臂并联辅助谐振网络。然后,从可行性和实用性方面综合考虑,最后选择了第二种方式对基本移相全桥ZVS直流变换器进行改进,从仿真结果看,基本达到了预期的目标。本设计给出了主电路中各种磁性元件以及其他元件的详细设计方法,如高频变压器、谐振电感、辅助谐振电感、输出滤波电感、输入滤波电容以及缓冲网络等,并根据设计后的参数要求自行制作了以上磁性元件。同时,还使用PI公司生产的TOP243Y芯片制作了为主电源系统中各种芯片供电的辅助电源,该辅助电源为4路输出的反激式电源。关于数字控制技术的应用,则是使用TI公司生产的DSP2812型数字信号处理器芯片设计了主电源系统控制环路的数字控制器。最后使用Saber软件对改进后的移相全桥ZVS直流变换器的主电路进行了开环仿真分析,验证了主电路各个部分原理及参数设计的合理性和正确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题背景  9
  1.2 软开关技术的现状  9-12
    1.2.1 软开关技术的提出  9-11
    1.2.2 国内外发展现状  11
    1.2.3 软开关技术的分类  11-12
  1.3 开关电源控制环路的数字化  12-13
  1.4 本文研究主要内容  13-14
第2章移相全桥 ZVS 直流变换器及其改进策略  14-23
  2.1 基本移相全桥ZVS 直流变换器工作原理  14-18
  2.2 实现ZVS 的条件  18-19
  2.3 改进策略  19-21
    2.3.1 原边使用饱和电感  19-20
    2.3.2 使用辅助谐振网络  20-21
    2.3.3 研究方案  21
  2.4 本章小结  21-23
第3章移相全桥ZVS PWM DC/DC 变换器电路改进设计及仿真分析  23-45
  3.1 开关电源参数标准  23
  3.2 主电路参数设计  23-39
    3.2.1 浪涌电流抑制  23-25
    3.2.2 输入滤波器  25
    3.2.3 输入滤波电容  25-27
    3.2.4 逆变桥以及辅助谐振网络设计  27-31
    3.2.5 高频变压器设计  31-33
    3.2.6 输出整流滤波电路  33-39
  3.4 辅助电源设计  39-41
  3.5 主电路仿真分析  41-44
  3.6 本章小结  44-45
第4章移相全桥ZVS 直流变换器数字控制器设计  45-54
  4.1 TMS320F2812 芯片的简介  45-46
  4.2 数字控制器的功能  46
  4.3 数字控制器的实现  46-53
    4.3.1 控制策略  46-47
    4.3.2 控制环路稳定条件  47-48
    4.3.3 数字控制器的设计  48-50
    4.3.4 数字控制器的软件流程  50-53
  4.4 本章小结  53-54
结论  54-55
攻读学位期间发表的学术论文  55-56
参考文献  56-59
致谢  59

移相全桥ZVS直流变换器改进与数字控制技术研究

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