【正文】
此圖給出來了,CCM下,POC和PFD電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是相同的。在DCM模式下,PFD電路的阻尼比比POC電路小圖9給出了在不同輸出電壓和負(fù)載電阻下,阻尼比的差異。圖7給出了POC和PFD電路的伯德圖。綜上所述,在高功率,高電壓的應(yīng)用中,PFD電路比POC電路更有優(yōu)勢(shì)。通過輸出電壓和輸入電壓的之間的關(guān)系,在PFD和POC電路中,變壓器的匝數(shù)比可表示為(14):仔細(xì)比較得出如下內(nèi)容:PFD電路中,主開關(guān)和鉗位二極管的電流應(yīng)力小于 POC電路。B.兩個(gè)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)在續(xù)流二極管側(cè)(PDF)圖3顯示了一個(gè)PFD電路,其中兩路雙管正激變換器并聯(lián)在續(xù)流二極管側(cè)。在本文中,簡(jiǎn)要研究了POC和PFD電路的工作過程。在文獻(xiàn)2和文獻(xiàn)3中,提出了TTFC的兩種類型的零電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)。在靜態(tài)分析中,用兩種方法討論并比較了濾波器電感和輸出電容器,以及元件的電流和電壓應(yīng)力的調(diào)差和比較。,算錯(cuò)PI調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù),導(dǎo)致整個(gè)電路傳遞函數(shù)出錯(cuò),PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤,導(dǎo)致閉環(huán)仿真沒有成功,此問題目前還沒有解決。故由此可說明交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器開環(huán)時(shí)的原理和參數(shù)的正確性。b、原邊續(xù)流二極管 續(xù)流管中流過的是變壓器磁化電流,取磁化電流為負(fù)載電流的因此得到流過原邊續(xù)流管的電流為 I=*3300/180= 原邊續(xù)流管的電壓應(yīng)力是輸入直流母線電壓,最大為615V,選取DSEl8—12型二極管。(3)未撰寫論文并畫大圖。如當(dāng)輸入較小時(shí),電路會(huì)連續(xù)工作,易出現(xiàn)變壓器偏磁,箝位電壓Vc較大等問題,應(yīng)用時(shí),輸入的大小比較關(guān)鍵。推挽正激DCDC變換器具有功率密度高,變換效率高,過載能力強(qiáng),較之傳統(tǒng)的推挽BUCK型變換器輸入電流紋波,較之BOOST,BUCKBOOST型變換器輸出電壓紋波小等優(yōu)點(diǎn),在低壓輸入大電流的直流變換場(chǎng)合極具應(yīng)用價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)DC/DC模塊電源市場(chǎng)主要被國(guó)外品牌所占據(jù),它們覆蓋了大功率模塊電源的大部分以及中小功率模塊電源一半的市場(chǎng)。第二個(gè)方向是實(shí)現(xiàn)中、小功率開關(guān)電源單片集成化。給出全部工程圖紙和元器件表,撰寫論文四、研究工作進(jìn)度第1—4周 消化理解資料,掌握交錯(cuò)雙管并聯(lián)正激變換器的基本工作原理,會(huì)自己描述其工作原理,以及為何選擇雙管正激變換器。在同樣開關(guān)頻率下,輸出濾波電感上電壓的頻率提高了一倍,這樣減小了輸出濾波電感的體積,輸入電流脈動(dòng)頻率提高一倍,減小了輸入濾波器的體積,從而進(jìn)一步減小整機(jī)的體積。在開關(guān)電源中,正激式和反激式有電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,輸入輸出電氣隔離等優(yōu)點(diǎn), 廣泛應(yīng)用于中小功率電源變換場(chǎng)合。單片開關(guān)電源自問世以來便顯示出強(qiáng)大的生命力,其作為一項(xiàng)頗具發(fā)展前景和影響力的新產(chǎn)品,引起了國(guó)內(nèi)外電源界的普遍關(guān)注。近20年來,集成開關(guān)電源沿兩個(gè)方向發(fā)展。由于本人知識(shí)水平有限,設(shè)計(jì)中肯定還存在一些欠缺,還望老師多多指正。結(jié)論本次設(shè)計(jì)的題目是單端正激變換器交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù),通過對(duì)其技術(shù)指標(biāo)的分析,選擇了適合高壓輸入、大功率輸出的高效率DC/DC拓?fù)洹诲e(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器。如圖59所示為閉環(huán)產(chǎn)生的PWM驅(qū)動(dòng)脈沖圖58閉環(huán)仿真驅(qū)動(dòng)脈沖波形圖59就是這兩路的觸發(fā)脈沖,從上圖可明顯看出來,這兩路觸發(fā)脈沖是相互獨(dú)立,交替被觸發(fā)的,與設(shè)計(jì)要求相符合。故由此可說明交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器開環(huán)時(shí)的原理和參數(shù)的正確性。根據(jù)式(435)~(439),可設(shè) R2=10K,依據(jù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和主電路可以建立閉環(huán)電路拓?fù)淙缦拢簣D45閉環(huán)電原理圖 本章小結(jié),并對(duì)其進(jìn)行了分析,推導(dǎo)出了正激變換器的傳遞函數(shù)。 零點(diǎn): (426) (427)極點(diǎn): (原點(diǎn)) (428) (429)這里R3R1,C2C1。第4章 主電路小信號(hào)模型分析和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 第4章 主電路小信號(hào)模型分析和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 正激變換器小信號(hào)模型推導(dǎo)與分析由于雙管正激變換器的兩個(gè)開關(guān)管是同時(shí)開通和關(guān)斷的,因此其工作過程和單管正激變換器幾乎沒有區(qū)別,而正激變換器又是從 Buck 變換器變化而來,Buck 電路如下圖所示。 2)輸入為3525輸出的方波信號(hào),由于主功率管均為電壓型控制單極型功率器件,3525提供的兩個(gè)圖騰柱輸出級(jí)電路結(jié)構(gòu)不太適用,因此經(jīng)對(duì)管2驅(qū)動(dòng)。引線相當(dāng)于脈沖電流互感器的原邊,匝數(shù)為1匝,磁環(huán)如果繞了N匝,則原副邊匝比為1/N。9腳附近并接較小容量的解耦電容,濾除圖騰柱產(chǎn)生的諧波,以免影響系統(tǒng)的正常工作。芯片加電后,軟啟動(dòng)端P8腳提供50uA的輸出電流,對(duì)應(yīng)輸出占空比從0緩慢增至最大值,設(shè)定軟啟動(dòng)電容l0uF。開關(guān)頻率相對(duì)于輸出功率變化的頻率很高,在每個(gè)開關(guān)周期中,電感電流近似不變。在輸入電壓最低為410VDC時(shí),保證輸出電壓以達(dá)到180V。由于交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器的變壓器有個(gè)短暫的反向磁化的過程,這是單路雙管正激變換器的變壓器所沒有的一個(gè)過程,因此這里單獨(dú)對(duì)變壓器的磁化過程進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。并且主功率管關(guān)斷期間只承受電源電壓,這樣就可以選用高速的MOS管,從而減小輸出和輸入的濾波元件的體積。,勵(lì)磁電流為零,DD4自然關(guān)斷。對(duì)于共用一個(gè)電感的交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器來說,其磁化曲線不象單路雙管正激變換器是第一象限單向磁化的,而是會(huì)運(yùn)動(dòng)到第三象限。這部分的工作主要是為第三章功率電路各器件的設(shè)計(jì)選取提供依據(jù)。④ 輸入電流脈動(dòng)頻率提高一倍,減小了輸入濾波器的體積,從而進(jìn)一步減小整機(jī)的體積。但雙管正激變換器存在缺點(diǎn):,變壓器工作于磁化曲線的第一象限,磁芯利用率低,而且在同一條件下與全橋相比,輸出濾波電感的體積也較大。5)全橋變換器圖15全橋變換器如圖15所示,鐵芯雙向磁化,利用率高,易采用軟開關(guān)工作方式?!?0】1)正激變換器圖11正激變換器如圖11所示,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,是中小功率場(chǎng)合常用的拓?fù)浞桨?。④體積小重量輕。在截止期間,開關(guān)管無電流,因此不消耗功率,可大大提高效率,通??蛇_(dá)到80%以上??刂齐娐贩绞讲糠执罱讼到y(tǒng)的控制模型,并根據(jù)控制模型對(duì)控制電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。2 掌握交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理。3.按學(xué)院指定的地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),嚴(yán)格按照進(jìn)度計(jì)劃完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。關(guān)鍵詞 雙管正激變換器,交錯(cuò)并聯(lián),小信號(hào)模型,補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),閉環(huán)仿真I 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)AbstractThis paper studies the interleaved twotransistor forward converter main circuit topology of the working principle and process. Works part analyzes the twoway dualtransistor forward converter transformer alternating work processes and implement core magnetic reset, regenerative power supply works. Control circuit part to build the system control model and control model under the control parameters of the circuit design. The first chapter discusses the isolation transformer with a power circuit topology and resulting from the discussion interleaved twotransistor forward converter as an option. The second chapter interleaved twotransistor forward converter works were analyzed and discussed the working process of the transformer. Chapter 3 pleted interleaved twotransistor forward converter parameter calculation. Chapter 4 established BUCK circuit small signal model, and analyzed the design of the pensation network, set up closed circuit topology. Chapter 5 performed openloop and closedloop simulation.Keywords Twotransistor forward converter, interleaved, smallsignal model, the pensation network, the closedloop simulationI 目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 DC/DC變換器常用拓?fù)浣榻B 2 本章小結(jié) 6第2章 主電路工作原理分析 7 7 8 10 10第3章 電路參數(shù)設(shè)計(jì) 11 設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo) 11 主電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì) 11 控制電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì) 13 本章小結(jié) 16第4章 主電路小信號(hào)模型分析和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 17 正激變換器小信號(hào)模型推導(dǎo)與分析 17 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 20 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算 22 本章小結(jié) 24第5章 仿真分析 25 仿真的目的、意義與可信度 25 開環(huán)仿真及其結(jié)果分析 25 閉環(huán)仿真及其結(jié)果分析 27 本章小結(jié) 31結(jié)論 32參考文獻(xiàn) 33致謝 34附錄1 35附錄2 41附錄3 46附錄4 54附錄5 60III第1章 緒論 第1章 緒論 課題背景開關(guān)電源以其很多顯著的優(yōu)點(diǎn)正被越來越廣泛的應(yīng)用于國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸入的交流電壓在150~250范圍內(nèi)變化時(shí),都能達(dá)到很好的穩(wěn)壓效果,輸出電壓的變化在2%以下。正是基于開關(guān)電源相對(duì)于傳統(tǒng)相控和線性電源的優(yōu)勢(shì),很多相關(guān)單位和部門都將面臨著傳統(tǒng)電源的改造和改進(jìn)工作。另外,變壓器繞組必須緊密耦合,以減小漏感,從而降低功率管的關(guān)斷電壓尖峰,這增大了變壓器繞制工藝的要求以及對(duì)所用功率器件電壓定額的要求。雙管正激變換器的優(yōu)點(diǎn):① 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,通過兩個(gè)二極管來提供勵(lì)磁電流回路,實(shí)現(xiàn)鐵芯磁復(fù)位,去除了復(fù)雜的磁復(fù)位電路,與開關(guān)管串聯(lián)的二極管將開關(guān)管的電壓箝位在輸入電壓,同時(shí)為變壓器的勵(lì)磁電流提供回路,勵(lì)磁能量回饋給電源,減小了損耗,功率管只承受輸入直流母線電壓,電壓應(yīng)力低。與雙管正激變換器相比,正激變換器的交錯(cuò)并聯(lián)具有許多優(yōu)點(diǎn):① 在同樣工作頻率下,與雙管正激變換器相比,輸出濾波電感上電壓的頻率提高了一倍,減小了輸出濾波電感的體積。通過對(duì)它們性能的優(yōu)越性進(jìn)行比較,綜合考慮各種因數(shù),最終決定選用交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器。② 關(guān)管的電壓電流應(yīng)力當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí),開關(guān)管上的電壓是輸入電壓Vi,當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),流過開關(guān)管的電流是經(jīng)變壓器變換后的負(fù)載電流,其有效值是③副邊整流管的電壓電流應(yīng)力流過整流管電流的有效值 對(duì)于兩路共用一個(gè)電感的拓?fù)鋪碚f,副邊整流二極管的電壓應(yīng)力是變壓器副邊電壓的兩倍。負(fù)載電流Io通過D7續(xù)流,DD4導(dǎo)通,磁化電流減小,變壓器T2實(shí)現(xiàn)鐵心磁復(fù)位。,4的驅(qū)動(dòng)脈沖為高電平,4開通,開始工作與下半周期,兩路雙管正激變換器互換工作狀態(tài),重復(fù)前半周期的工作過程。由于這部分相對(duì)簡(jiǎn)單,這里只是將半導(dǎo)體器件的電壓電流應(yīng)力和輸入輸出電壓的關(guān)系列出。 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí),考慮穩(wěn)態(tài)時(shí)各元器件的電壓電流關(guān)系。 根據(jù)整流后的最高輸入電壓為615V,選取耐壓為800V的MOSFET。頻率由6腳與5腳值決定。要正常實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。霍爾電流傳感器是比較理想的快速電流檢測(cè)器件,但價(jià)格較貴限制了它的應(yīng)用。正常時(shí),LM31l的輸出為高電平,當(dāng)檢測(cè)到脈沖電壓的峰值超過基準(zhǔn)電壓時(shí),輸出低電平,這個(gè)信號(hào)傳給后接的保護(hù)、鎖定電路進(jìn)行過流保護(hù)。由于隔直電容C的作用可以在關(guān)斷所驅(qū)動(dòng)的管子時(shí)提供一個(gè)負(fù)壓,從而加速了功率管的關(guān)斷,因此有較高的抗干擾能力。假設(shè)電感電流連續(xù),則Ton 時(shí)間內(nèi),電感電流線性增加, (41) (42)T 時(shí)間內(nèi),電感電流線性減小 (43) (44)以IL、Vc為狀態(tài)變量,分別列出Ton、Toff時(shí)間內(nèi)狀態(tài)方程表達(dá)式。由于補(bǔ)償后系統(tǒng)的位于的零點(diǎn)與極點(diǎn),于是可求出在零點(diǎn)與之間的增益為 (433) (434)有以下公式可以求出補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù):首先設(shè)定R2的值,