【正文】 results . Keywords: DC/DC converter。 論文 以 全橋變換器 作為 主電路拓?fù)?。 控制電路 以 UC3875 為主要 控制芯片， 來(lái)實(shí)現(xiàn) 移相 控制方式， 并最終達(dá)到軟開關(guān)目的。 并 通過(guò)U3875 芯片 實(shí)現(xiàn)了 輸出 過(guò)電流保護(hù)和輸入欠電壓保護(hù) 。 課題背景及意義 .................................... 4 167。 主電路拓?fù)? ......................................................................... 4 167。 仿真模型的建立 ................................... 14 167。 主電路設(shè)計(jì) ....................................... 18 167。 鉗位電容的選取 .................................................................20 167。 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ..................................... 25 第六章 結(jié)論 .................................................................................. 26 參考文獻(xiàn) ........................................................................................ 27 致謝 ............................................................................................... 29 附錄 1 開題報(bào)告 ........................................................................ 31 附錄 2 中期報(bào)告 ........................................................... 34 目錄 第一章 緒論 167。 由于移相全橋 ZVZCS 變換器能夠?qū)崿F(xiàn)超前臂的零電壓開關(guān)和滯后臂的零電流開關(guān) ,可以 減小功率損耗 ,從而發(fā)展成為中大功率 DC/DC 變換器的主流。 ZVSPWM 和 ZCSPWM 變換器是 PWM 電路與 QRC 的結(jié)合，在基本的 ZVS 和 ZCS 電路 中增加了一個(gè)輔助開關(guān)。 ZVZCS 的 中 心 思想 就是將PWM 控制技術(shù) 與諧振變換器 結(jié)合 起來(lái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)，是直流直流變換器技術(shù)發(fā)展的重 要 方向之一。 移相 PWM 控制技術(shù)是近幾年廣泛應(yīng)用于中大功率全橋變換 器 中的一種技術(shù)，這種技術(shù)實(shí)際上是諧振技術(shù)與 PWM 技術(shù)的結(jié)合 。 確定 輔助電路及其參數(shù)。 Q1和 Q3 分別 先于 Q4 和 Q2 導(dǎo)通 ，故稱 Q1 和 Q3 組成的 橋臂為超前橋臂， Q2 和Q4 組成的 橋臂為滯后橋臂。 第二章 移相全橋 ZVZCS 變換器 6 Td 1 d 2d 3 d 4d cd hL 0C cC 0RD 3D 1 D 2D 4L kV i n（ Ⅰ ） 全橋 ZVZCS 變換器 主電路拓?fù)? 167。 此時(shí) ， Q4 導(dǎo)通。電容 Cc 通過(guò) dc 和 C0 進(jìn)行 充電。 這 時(shí)候 ， 原邊近似 為 恒 流 值， 能量仍從輸入端傳遞到輸出端。???????????? (16) 在 該模式中，可做如下近似：輸出濾波數(shù)值較大，副邊電流相 對(duì)于原邊 電 流 的下降速率很小，又 C1 C3 的充電 放電時(shí)間很短，在 這么短的時(shí)間 內(nèi) ， 原 邊 電流可以認(rèn)為恒定不變 ， 即 ip(t)=Ip。 Cc 提供 負(fù)載 電流 。 變換器 軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)的條件 ZVZCS 混合了超前橋臂開關(guān)的 ZVS 和滯后橋臂開關(guān)的 ZCS。 零電流 開關(guān)條件同零電壓條件一樣 也是兩個(gè) 方面： ① 諧振 電路本身應(yīng)該能保證 原邊電流 ip 通過(guò) 諧振可以下降為零 。 主電路 拓?fù)?設(shè)計(jì) 167。2????]?100 = 750???? 輸出功率 P=U178。 仿真 模型的建立 在 基于主電路與 控制 電路 的 工作原理上，構(gòu)建了 模擬 仿真系統(tǒng)。 由 上圖可以 知道 ，該變換器的主電路主要 由 全橋逆變電路、隔離變壓器降壓、輸出 整流濾波三大環(huán)節(jié)構(gòu) 。 輸出信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào) 進(jìn)行比較后生成誤差信號(hào)。 反饋電路構(gòu)成閉環(huán) 電壓閉環(huán)反饋是 單環(huán) 控制， 結(jié)構(gòu) 比較簡(jiǎn)單 ， 是 以 輸出 電壓作為反饋信號(hào)來(lái)對(duì)變換器進(jìn)行調(diào)節(jié)。 Td 1 d 2d 3 d 4d cd hL 0C cC 0RD 3D 1 D 2D 4L kV i n4 0 k H zS E TC L RD=000T i m e d e l a y 1=000=000=000T i m e d e l a y 3T i m e d e l a y 2T i m e d e l a y 4 = 1000 = 1000S E TC L RDD C燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 由第三章電路 各 工作 模式分析， 可以 知道輸入直流電壓經(jīng)過(guò)逆變 成 交流后再經(jīng)整流后 輸出 電壓應(yīng)為直流穩(wěn)定 電壓 ，且 超前 橋臂和滯 后 橋臂分別實(shí)現(xiàn)了 ZVS和 ZCS。 系統(tǒng) 整體 分析 零電壓 零電流（ ZVZCS）全橋 變換 PWM 軟開關(guān)功率變換技術(shù) 越來(lái) 越 得到廣泛 關(guān)注和普遍應(yīng)用。 167。 在 該 變換器中 ，原邊 的最大 電流 為 ip = ??????，選擇 其 倍 的 裕量 ，最終確定其大小為 。因此 ， 考慮兩倍的安全裕量，可以選用耐壓值 為 29 2 = 58V以上 的整流管。 輸出 濾波電感的選取 由經(jīng)驗(yàn)算法可知 ，電路中一般 選擇 輸出濾波電感電流的脈動(dòng)為最大輸出電流的 20％ 。如果 要求 Δ V≤ ， 則輸出電容的計(jì)算公式： Cf = ??08????(2????)178。4（ Vin ?nU0)178。 控制 電路 167。 管腳 3 E/A（ ） 為誤差放大器的反相輸入端， 在 平均電流模式中， 分壓電阻可以 檢測(cè) 到 輸出電源電壓 ， 即 該管腳 接接測(cè)到的 平均 電流反饋信號(hào)。 當(dāng)輸入電壓（ Vin） 等于 或小于 欠壓鎖定 值 （ ） 時(shí)，該腳保持 低 電平 ； 當(dāng) Vin正常時(shí) ， 該腳通過(guò)內(nèi)部 9μA 電流源 給 外界電容充電 上升到 ， 如果出現(xiàn)電流故障時(shí)該腳電壓從 下降 至 0V， 改變 電容容值， 就 可以改變軟啟動(dòng)的 時(shí) 間 ，此腳可實(shí)現(xiàn)過(guò) 電 壓保護(hù)。 管腳 11 為芯片供電電源端，該腳 給 芯片內(nèi)部數(shù)字、模擬電路部分 提供 電源，接于 12V 穩(wěn)壓電源。該腳也 可使 芯片 同步工作于外部時(shí)鐘頻率，但外部時(shí)鐘頻率 應(yīng)該 大于芯片 內(nèi)部 的時(shí)鐘頻率。 167。由。頻率設(shè)置端 的振蕩電容(Cf)， 基準(zhǔn)電壓 （ Vref） 端的旁路電容和 Vin 的旁路電容以及 Ramp 端斜波電容 (Cr)都應(yīng)就近可靠地接于信號(hào)地 端 。 管腳 16 為頻率設(shè)置端，該腳與地 GND 之間 可以 通過(guò)一個(gè)電阻和電容 形成 一個(gè)高速振蕩器， 通過(guò) 該變電阻和電容 設(shè)置振蕩頻率 即 開關(guān)管的開關(guān)頻率 ，具體計(jì)算公式為： f=4/（ RFCf） 管腳 17 為時(shí)鐘 /同步端，作為輸出， 它 可以 提供時(shí)鐘信號(hào)；作為輸入，該腳又 可以提供一個(gè)同步點(diǎn)。 第五章 功率器件參數(shù) 設(shè)計(jì)及選擇 25 管腳 10 Vc 為電源電壓端，該腳 給 輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)和 輔助 偏置 電路提供電源 ， Vcc高于 3V 就可以正常 工作 ，最佳為 超過(guò) 12V。當(dāng)這些 故障 發(fā)生時(shí)，通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換成高于 的 電壓， 接到 C/S 端 ，就能夠?qū)﹄娐穼?shí)現(xiàn)保護(hù)了。 管腳 2 為電壓反饋增益控制端， 作為 誤差放大器的輸出 端 ， 該 誤差放大器實(shí)際上是一個(gè)運(yùn)算放大器， 當(dāng) 放大器 的輸出 電壓 小于 1V 時(shí) 可以 實(shí)現(xiàn) 180176。在 該 變換器 中 ，合理 分析 選擇該 型號(hào)的 二極管 。其中 ， 輔助 鉗位 定容起到了重要作用。 輸出 濾波 電容 的 選取 在變壓器 副邊輸出的直流 電壓 中 ， 含有一定的高頻 紋波 分量。 綜上 ， 選擇 DESI 6012A。 整流二極管 的選取 副邊輸出 采用全橋 整流 ， 可以減少 整流電路的損耗， D1~D4 為 快恢復(fù)二極管 。 第五章 功率器件參數(shù) 設(shè)計(jì)及選擇 22 167。 主電路設(shè)計(jì) 在電器設(shè)備或電力系統(tǒng)中 .直接承擔(dān)電能的交換或控制任務(wù)的電路稱為主電路 。 滯后橋臂 零 電流 開關(guān)的實(shí)現(xiàn) （ a）超前橋臂 Q3 的 電壓電流波形 由 上文分析，該變換器的超前橋臂 Q2 和 Q4 應(yīng)該 實(shí)現(xiàn) ZCS， 經(jīng)過(guò) PSIM 軟件仿真，可以驗(yàn)證 滯后 橋臂 零電流軟 開關(guān) 的 實(shí)現(xiàn)。 電路各 工作模式 仿 真 仿真（ simulatian） 通過(guò) 對(duì)系統(tǒng) 模擬 的試驗(yàn) 來(lái) 研究系統(tǒng) 特點(diǎn) 與 性能 ，又稱模擬，是一種 實(shí)用 有效的研究手段。四路移相 驅(qū)動(dòng)脈沖的每一路都設(shè)置了一定的死區(qū)間隔。 燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 如圖 ，時(shí)鐘電源 產(chǎn)生 40KHZ 的方波信號(hào) ，此信號(hào)經(jīng)過(guò) D 觸發(fā)器 2 分頻 后，生成兩路 20KHZ 且 互補(bǔ)的方波 PWM 脈沖 ，這兩路脈沖用來(lái)控制滯后橋臂 的 兩個(gè)開關(guān)管。從而大大 地降低了電路的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，減少了器件 在開關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾，為變換器提高開關(guān)頻率、提升效率、減少 尺寸及重量提供了良好的條件。 用戶 可以直接從其元件庫(kù)里選取自己所需要的 元器件 ，修改參數(shù)后 使用，也可以 自燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 己 搭建具有一定 功能的電路模塊投入 實(shí)驗(yàn) 。2Vd=73uh 輸出濾波電容 C0= ????8????(2????)2△??[1? ??0???????? 。其中主電路又包括逆變?nèi)珮?、隔離 變壓器 、輸出 整流橋三部分 ； 輔助電路包括鉗位電容 、小二極管 兩部分 。 2． 滯后橋臂實(shí)現(xiàn) 零電流 開關(guān) 的 條件 滯后橋臂開關(guān)管 的 Q2 和 Q4 的零電流開關(guān)條件是通過(guò)原邊漏感和副邊的鉗位 電容 Cc 的諧振，使原邊電流 最終 諧振到零實(shí)現(xiàn)的。??0)???? (18) Td 1d 2d 3 d 4d cd hL 0C cC 0RD 3D 1D 2D 4L kV i ni c燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 [t6t7] 前 半個(gè) 工作周期 t0t7 結(jié)束 ， 后半個(gè)工作周期與之類似 。 S3 與 S1 之間 的死區(qū)時(shí) 間 td＞t35。（ C1:C3)