【正文】 壓器磁化電流，取磁化電流為負載電流的5%，因此得到流過原邊續(xù)流管的電流為 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。 由于輸入濾波電容的存在，忽略三相整流后電壓的波動，從而近似輸入電壓無波動。這部分的工作主要是為第三章功率電路各器件的設(shè)計選取提供依據(jù)。：以T1為例，當2關(guān)斷后，由于變壓器的原邊、副邊均有剩磁，所以流過原副邊的電流不能突變?yōu)榱?，原邊電流?jīng)續(xù)流二極管DD2續(xù)流，并逐漸減小，復(fù)邊電流經(jīng)D5續(xù)流，電感電流經(jīng)D7續(xù)流，此時二極管DD7均導(dǎo)通，使變壓器副邊短路，副邊電壓為零，由于變壓器的箝位作用，使原邊電壓為零，原邊電流迅速減小為零，實現(xiàn)變壓器復(fù)位。t0時刻，2開通，DD4仍截止，DD4仍導(dǎo)通，T2勵磁電流繼續(xù)通過DD4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副邊續(xù)流二極管的電壓應(yīng)力是變壓器副邊電壓。69 第2章 主電路工作原理分析 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）半橋變換器圖14半橋變換器如圖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備答辯指導(dǎo)教師：職稱： 2012年12月 12日系級教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要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撲的工作原理和工作過程。 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)2013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，減輕了散熱設(shè)計的難度。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】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DD2或DD4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?！?】a、占空比和變壓器變比的確定控制芯片選用UC3525，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，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。 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。設(shè)計時應(yīng)考慮：1)由于雙管正激電路結(jié)構(gòu)上的需要，兩個主功率管必須電氣隔離，因此采取了如圖所示的隔離驅(qū)動電路。最后還對主功率管的驅(qū)動電路進行了分析，并確定出了主功率管的驅(qū)動電路。 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 （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)其中，則可得取交越頻率=1/5=10KHz,則可求得原始回路函數(shù)在的增益為則可求得補償網(wǎng)絡(luò)的增益為幅頻特性的轉(zhuǎn)折頻率補償網(wǎng)絡(luò)函數(shù)兩個零點頻率設(shè)計為原始回路函數(shù)兩個極點頻率的1/2，即則可求得在零點與之間的增益為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，,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DDD7的電流波形 圖58閉環(huán)仿真（DDD7）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。目前，單片開關(guān)電源已形成了幾十個系列、數(shù)百種產(chǎn)品。隨著電源技術(shù)的發(fā)展，低電壓、大電流的變換器因其技術(shù)含量高，應(yīng)用廣，越來越受到人 們重視。同時，并聯(lián)結(jié)構(gòu)使每個并聯(lián)之路流過更小的功率，消除變換器的“熱點”，使熱分布均勻，提高可靠性。4. 分析仿真結(jié)果。近些年來，國外研制出開關(guān)頻率達1MHz的高速PWM、PFM芯片。國內(nèi)研究動態(tài)：與國外開關(guān)電源技術(shù)相比，國內(nèi)從1977年才開始進入初步發(fā)展期，起步較晚、技術(shù)相對落后。推挽正激DCDC變換器工作在一個高頻率開關(guān)周期存在八個工作模式。四、存在問題雙管正激變換器還存在其他問題，但是其缺點是相互關(guān)聯(lián)的，解決一個，其他的都會得到緩解或相應(yīng)的解決。(2)未進行參數(shù)優(yōu)化，使電路性能整體提升。（4）半導(dǎo)體器件選取 a、開關(guān)管 根據(jù)整流后的最高輸入電壓為615V,選取耐壓為800V的MOSFET。下半部分是電感電流的波形，～30A這個范圍內(nèi)穩(wěn)定波動。，由于對變壓器匝數(shù)設(shè)計不符合實際應(yīng)用，導(dǎo)致輸出電壓波形不理想，在吳老師的幫助下，在原有匝數(shù)比不變的情況下，增多了匝數(shù)，完成了變壓器參數(shù)的修改。分析并比較了靜態(tài)性能和動態(tài)性能。在文獻1中，呈現(xiàn)了非耗散緩沖的高頻TTFC。然而，就筆者所知，之前沒有過關(guān)于這兩種方法詳細比較的報道，尤其是在動態(tài)性能方面。圖2給出了POC電路的關(guān)鍵波形。主開關(guān)和箝位二極管的電壓應(yīng)力等于源電壓，即正向二極管（D15，D16）和續(xù)流二極管（D17，D18）的電壓應(yīng)力由如下公式給出：（2）PFD電路的應(yīng)力在圖3所示的PFD電路中，正向二極管和續(xù)流二極管的電流應(yīng)力相同，由如下公式給出：比較（4）和（9a），可以得出主開關(guān)和鉗位二極管的電流應(yīng)力：其中，N2是變壓器T21和T22的匝數(shù)比在PFD電路中主開關(guān)和鉗位二極管的電壓應(yīng)力等于Ud續(xù)流二極管的電壓應(yīng)力是：在PFD電路中，正向二極管D25和D27的電壓應(yīng)力是：（3）應(yīng)力比較為了比較POC電路和PFD電路元器件電壓和電流應(yīng)力，首先必須考慮變壓器的匝數(shù)比。在PFD電路中，續(xù)流二極管的電壓應(yīng)力為POC電路的一半。C．動態(tài)性能比較通過（4）和（14），在CCM模式下，POC和PFD電路的小信號模型相同，如（23）所示：其中，這就是說，在CCM模式下，POC和PFD電路擁有相同的動態(tài)性能。由圖8得，隨著輸出電壓和負載電阻的增加，固有共振頻率差的絕對值減小。圖13給出了CCM模式下，POC和PFD電路的階躍響應(yīng)。圖14給出了DCM模式下POC和PFD電路的階躍響應(yīng)。由圖9得，阻尼比隨著輸出電壓和負載電阻的增加而增加。（）就（4）和（14）而言，在DCM模式下，它有很大不同。為了分析這兩種方法的動態(tài)性能，建立了二者的小信號模型狀態(tài)空間平均法。由（6）（9b）（14）可得如下區(qū)別：其中，為主開關(guān)電流應(yīng)力的區(qū)別。兩路變換器共用一個濾波電感和續(xù)流二極管。分析并比較了這兩種方法的動態(tài)性能和靜態(tài)性能。在文獻4中，通過引入控制變壓器來提高轉(zhuǎn)換器的效率。在動態(tài)分析中，對兩個電路建立小信號模型，并從CCM和DCM上分別進行分析和比較。四、主要參考文獻為：，《電源技術(shù)》，《并聯(lián)交錯式有源鉗位正激變換器研究》 ，《電力電子技術(shù)》，《并聯(lián)開關(guān)電源的均流技術(shù)》，《電力電子電路仿真》，《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》，《電力拖動自動控制系統(tǒng)》8.《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)碩士論文五、撰寫畢業(yè)論文工作的具體安排—15周（—） 建立控制電路數(shù)學(xué)模型和閉環(huán)傳遞函數(shù)，設(shè)計好并計算出未完成的部分控制電路參數(shù) ，實現(xiàn)閉環(huán)電路仿真成功。本次設(shè)計的題目是雙管正激變換器的交錯并聯(lián)技術(shù)，要想實現(xiàn)它的交錯并聯(lián)，也就是要有兩路相互獨立的輸出，這兩路各自獨立，給每一路一個驅(qū)動脈沖，都能給負載供能，而且既然是交錯并聯(lián)，就說明這相互獨立的兩路不能同時被觸發(fā)，而是交替被觸發(fā)，從上圖可明顯看出，這兩路觸發(fā)脈沖是相互獨立且互補的，交替觸發(fā)兩路變換器的開關(guān)管。c、副邊整流整流二極管 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。二、設(shè)計思路、圖表繪制:（1）.變壓器設(shè)計 a、占空比和變壓器變比的確定控制芯片選用UC3525，開關(guān)頻率設(shè)計在50K。五、參考文獻，《電源技術(shù)》，《并聯(lián)交錯式有源鉗位正激變換器研究》 ，《電力電子技術(shù)》，《功率電子學(xué)》，《并聯(lián)開關(guān)電源的均流技術(shù)》，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》，《電力電子電路仿真》，胡育文，《嚴仰光并聯(lián)交錯式有源箱位正激變器研究》，《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》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)碩士論文，楊興洲，《開關(guān)穩(wěn)壓電源》，《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》13.《Power Supply Design Seminar》Unitrod integrated circuit,.《SmallSignal Modeling of Average CurrentMode Control》, and 《A Comparison of Output Filter Size in Converters》六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負責(zé)人簽字：年 月 日附錄3燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告課題名稱：交錯并聯(lián)雙管正激變換器研究 學(xué)院（系）：電氣工程系年級專業(yè)：09應(yīng)電（4）班學(xué)生姓名：雒明浩指導(dǎo)