【正文】 D4 仍導(dǎo)通， T2 勵磁電流繼續(xù)通過 D D4 續(xù)流，線性減小，回饋電源。 ④副邊續(xù)流管的電壓電流應(yīng)力 流過續(xù)流管電流的有效值為 12DFI Io D?? 副邊續(xù)流二極管的電壓應(yīng)力是變壓器副邊電壓 。第 2章 主電路工作原理分析 7 第 2章 主電路工作原理分析 本章 主要從兩個方面方 分析 交錯并聯(lián)雙管正激變換器穩(wěn)態(tài)工作原理： ①變換器輸入輸出的基 本關(guān)系以及電路中各個器件的電壓電流應(yīng)力關(guān)系。 ② 副邊整流側(cè)電壓 的等效占空比增加一倍，提高了電路的響應(yīng)，并有利于驅(qū)動電路的設(shè)計， 在同樣輸出電壓的情況下 ，整流側(cè)峰值電壓減小一半，續(xù)流時間減小，有利于續(xù)流管的選擇。 ② 相對于半橋變換器或全橋變換器而言，雙管正激變換器的每一個橋臂均由一個開關(guān)管和一個二極管串聯(lián)組成，不存在橋臂直通現(xiàn)象，可靠性高 。 【 3】 4）半橋變換器 D 1D 2L fC fTS 1S 2C 2C 1RU i圖 14 半橋變換器 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 如圖 14 所示，鐵芯雙向磁化，利用率高。開關(guān) 電源市場比較樂觀。而且在輸入電壓發(fā)生變化時， 始終能保持穩(wěn)壓電路的高效率。這些優(yōu)點體現(xiàn)于以下幾個 方面 ： ①效率高。 參 考 資 料 1． 雙管正激 變換器 的技術(shù)資料 2． 正 激變換器設(shè)計相關(guān)文獻 周 次 1— 4周 5— 8周 9— 12周 13— 15周 16— 17周 應(yīng) 完 成 的 內(nèi) 容 查閱資料，閱讀文獻 確定方案，設(shè)計電路 進行仿真，驗證可行性 撰寫論文 準(zhǔn)備答辯 指導(dǎo)教師： 職稱： 2021年 12月 12日 系級教學(xué)單位審批： 年 月 日 摘要 I 摘要 本文主要研究了交錯并聯(lián)雙管正激變換器主電路拓?fù)涞墓ぷ髟砗凸ぷ鬟^程。 本科畢業(yè) 設(shè)計（ 論文 ） 交錯并聯(lián)雙管正激變換器研究 燕 山 大 學(xué) 2021 年 6 月 本科畢業(yè) 設(shè)計（ 論文 ） 交錯并聯(lián)雙管正激變換器研 究 學(xué)院（系）： 專 業(yè)： 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo) 教師： 答辯 日期： 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)院：電氣工程學(xué)院 系級教學(xué)單位：電氣工程及自動化系 學(xué) 號 學(xué)生 姓名 專 業(yè) 班 級 題 目 題目名稱 交錯并聯(lián)雙管正激變換器研究 題目性質(zhì) ： 工程設(shè)計 （ √ ）；工程技術(shù)實驗研究型 （ ）； 理論研究型 （ ）；計算機軟件型 （ ）；綜合型 （ ） （ ）； （ ）； （ ） 題目類型 （ √ ） （ ） 題目來源 科研 課題 （ ） 生產(chǎn)實際 （ ） 自選 題目 （ √ ） 主 要 內(nèi) 容 1 查詢 雙管正激變換器的技術(shù)資料， 消化理解工作原理。工作原理部分分析了兩路雙管正激變換器的交替工作過程和變壓器實現(xiàn)鐵芯磁復(fù)位，能量回饋電源的工作原理。開關(guān)穩(wěn)壓電源調(diào)整開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。因此開關(guān)穩(wěn)壓電源適用于電網(wǎng)電壓波動很大的地區(qū)。而且隨著電力電子新技術(shù)產(chǎn)品的“四化”發(fā)展方向：應(yīng)用技術(shù)的高頻化，硬件結(jié)構(gòu)的模塊化，軟件控制的數(shù)字化，產(chǎn)品性能的綠色化，新一代開關(guān)電源產(chǎn)品的技術(shù)含量將在原有基礎(chǔ)上進一步提高，更加成熟、經(jīng)濟、實用、可靠，從而更好的服務(wù)于國民經(jīng)濟的各個相關(guān)行業(yè)，提供高品質(zhì)的電能 。變壓器鐵芯不存在直流偏磁現(xiàn)象，功率管承受電源電壓，流過兩倍的輸入電流， 適合高壓中功率場合。雙管正 激變換 器技術(shù)成熟， 在中等功率場合得到了廣泛的應(yīng)用。 ③ 每個并聯(lián)支路流過更小的功率，消除變換器的“熱點 ”， 使熱 分布均勻， 。由于這部分相對簡單， 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。 ⑤原邊續(xù)流二極管的電壓電流應(yīng)力 流過該二極管的電流是變壓器磁化電流， 其上的電壓是輸入電壓。 D7 關(guān)斷， D5 導(dǎo)通， 電源通過 T1 給副邊傳輸能量， T1 磁化電流從零線性上升 。 【 8】 電路特點分析 從以上分析可見， 雙路交錯并聯(lián)雙管正激 DC/DC 變換器交替工作，向副邊傳輸能量， 通過二極管 D D2 或 D D4 向電源回饋能量，實現(xiàn)鐵芯磁復(fù)位，電路結(jié)構(gòu)簡潔。 ②變壓器的磁化過 程。 【 1】 a、占空比和變壓器變比的確定 控制芯片選用 UC3525， 試驗中它可以輸出最大占空比 D 為 ，開關(guān)頻率設(shè)計在 50K。 流過整流管電流的瞬時值是流過開關(guān)管電流瞬時值的兩倍，則流 過整流管的最大電流為 I=2Iq= 承受的最大電壓也為 615V，選取 DSEl30—12 二極管。 由于雙管正激變換器無直通現(xiàn)象， 且 3525 的輸出最大占空比小于 ，為了提高系統(tǒng)的動態(tài)相應(yīng)，可以盡量增大最大占空比，因此在設(shè)計時，將死區(qū)設(shè)置電阻 Rd 定位 0。 P16 腳 Vref 提供 50mA 輸出能力的 高精度電壓基準(zhǔn)。 這里我們采用了 脈沖電流互感器， 套在功率 MOSFET 的漏極引線上，線上流過的電流是漏極電流 Ids。 2)輸入為 3525 輸出的方波信號，由于主功率管均為電壓型控制單極型功率器件， 3525 提供的兩個圖騰柱輸出級電路結(jié)構(gòu)不太適用， 因此經(jīng)對管Q Q2 驅(qū)動 。第 4章 主電路小信號模型分析和補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 17 第 4章 主電路小信號模型分析和補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 正激變換器小信號模型推導(dǎo)與分析 由于雙管正激變換器的兩個開關(guān)管是同時開通和關(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。1 2 1 2( ) ( ) sx d A d A x d B d B u? ? ? ? ? （ 413） 同理可得 39。1 2 1 2 1 2 1 21 2 1 2 1 2 1 2? ? ?( ) ( ) ( ) ( )? ? ?? ?[ ( ) ( ) ( ) ( )SSSd x x dA d A x dB d B u dA d A x dB d B udtA A x B B d A A dx B B du? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?（ 415） 39。 補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 圖 41 所示為一種有源超前 — 滯后補償網(wǎng)絡(luò)，其傳遞函數(shù)為 2211 13311/ /( R )1/ /( R )CSSV sC sCV RsC??? ? ?2 1 1 3 32 1 21 1 2 3 312(1 ) 1 ( R R ) C( C ) (1 ) (1 sR C )sR C sR C CsR C sCC? ? ??? ? ?? （ 425） 有源超前 — 滯后補償網(wǎng)絡(luò)有兩個零點，三個極點。 原始回路增益函數(shù) ( s) H ( s) G ( s) G ( s)o m vdG ? 其中 H(s) ? ， (s) 1/ ? ，則可得 4 8 22 . 4 5( s ) 1 0 . 2 6 1 0 0 . 9 1 1 0oG ss??? ? ? ? ? 取交越頻率gf=1/5 sf =10KHz,則可求得原始回路函數(shù) (s)oG 在gf的增益為 2 . 4 5| ( j 2 ) | 0 . 0 7 0 11 . 6 3 3 4 . 8 9ogGf j? ??? 則可求得補償網(wǎng) 絡(luò)的增益為 1( j 2 ) 1 4 .2 6 50 .0 7 0 1cgGf? ?? 幅頻特性的轉(zhuǎn)折頻率 1 , 2 451 16692 3 . 1 4 1 . 3 1 0 7 1 0PPf ??? ? ? ? ? 補償網(wǎng)絡(luò)函數(shù) (s)cG 兩個零點頻率設(shè)計為原始回路函數(shù) (s)oG 兩個極點頻率的 1/2，即 1 2 1 , 21 8 3 4 .72Z Z P Pf f f? ? ? 則可求得在零點 1Zf 與 2Zf 之間的增益為 21 48 3 4 . 7( j 2 ) 1 4 . 2 6 5 1 . 21 1 0Z CggfA V G ff ?? ? ? ?? 422 45 1 0( j 2 ) 1 4 . 2 6 5 7 1 . 3 2 51 1 0P CggfA V G ff ? ?? ? ? ?? 至此可以求出補償網(wǎng)絡(luò)的電阻值和電容值。下半部分是電感電流的波形， 之后電感電流也 ,在 25A~40A 這個范圍內(nèi)穩(wěn)定波動。 圖 58 為變壓器副邊二極管 D D D7 的 電流 波形 圖 58 閉環(huán)仿真 （ D D D7） 電流波形 由圖 58 可以發(fā)現(xiàn)， D5 和 D6 在一個周期內(nèi)交替工作， D7 工作在死區(qū)時間內(nèi)，負(fù)載電流在死區(qū)時間內(nèi)，經(jīng)二極管 D7 續(xù)流。然后在其基礎(chǔ)上加一個電壓閉環(huán)進行仿真，得出的仿真結(jié)果也理論值相同，符合設(shè)計要求。 總之 ,本次設(shè)計讓我受益匪淺 ,使 我對這四年所學(xué)的知識又有了一次全新的認(rèn)識。隨著集成電 路的發(fā)展，開關(guān)電源逐漸向集成化方向發(fā)展，趨于小型化和模塊化。第一個方向是對開關(guān)電源的控制電路實現(xiàn)集成化。 參考文獻 33 參考文獻 [1].鄭穎楠，《電源技術(shù)》，燕山大學(xué)自編教材 [2].陳道煉，《 并聯(lián)交錯式有源鉗位正激變換器研究 》 ，航空時報， 2021 [3].王兆安，《電力電子技術(shù)》，機械 工業(yè)出版社， [4].丁道宏，《功率電子學(xué)》，南京航空航天大學(xué)出版社， [5].陳伯時，《 電力拖動自動控制系統(tǒng) 》， 機械工業(yè)出版社， [6].陳敏，馬皓，徐德鴻，《變壓器勵磁電感對雙正激變換器正常工作的影響》 [7].魏艷君，《電力電子電路仿真》，燕山大學(xué)出版社 [8].陳道煉，胡育文，嚴(yán)仰光《并聯(lián)交錯式有源箝 位正激變器研究》，航空時報， [9].穆新華，《交錯并聯(lián)式雙管正激變換器工作模式分析及系統(tǒng)設(shè)計》，中國電機工程學(xué)報， [10].《 3KVA 交錯并聯(lián)雙管正激變換器的研究與開發(fā)》，南京航空航天大學(xué)碩士 學(xué)位 論文 [11].葉慧貞，楊興洲，《開關(guān)穩(wěn)壓電源》，國防工業(yè)出版社， 1990 [12].王常永，《帶有功率因數(shù)矯正的開關(guān)型變換器的建模與計算機仿真》，1999 [13]. , . 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