【正文】 ...................................................... 1 常見(jiàn)開(kāi)關(guān)變換器的比較 ...................................................................... 2 軟開(kāi)關(guān)直流變換器的發(fā)展 .................................................................. 3 本次研究的主要內(nèi)容 .......................................................................... 5 第 2章 移相全橋 DCDC變換器的工作原理 ................................................ 6 移相全橋變換器的基本結(jié)構(gòu)和主要電量 .......................................... 6 全橋 DCDC 變換器的控制策略 .......................................................... 7 移相全橋軟開(kāi)關(guān) DC/DC 變換器的基本工作原理 ............................ 10 移相全橋變換器小信號(hào)模型的建立 .................................................. 17 本章小結(jié) .............................................................................................. 21 第 3章 移相全橋 DCDC變換器的主電路設(shè)計(jì)與開(kāi)環(huán)仿真 ...................... 22 主電路拓?fù)溥x擇 ................................................................................ 22 主電路參數(shù)設(shè)計(jì) ................................................................................ 23 主電路仿真分析 ................................................................................ 24 MATLAB 簡(jiǎn)介 ........................................................................... 24 開(kāi)環(huán)仿真電路的建立 ................................................................. 24 開(kāi)環(huán)仿真波形 ............................................................................. 25 本章小結(jié) ............................................................................................ 27 第 4章 移相全橋 DCDC變換器控制電路設(shè)計(jì)與閉環(huán)仿真 ...................... 28 控制電路的設(shè)計(jì) ................................................................................ 28 主要芯片介紹 ..................................................................................... 28 UC3875 芯片的引腳簡(jiǎn)介和功能簡(jiǎn)介 ...................................... 28 IR2110 芯片的簡(jiǎn)介 .................................................................... 34 控制電路及 驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................................ 38 IV 閉環(huán)仿真 ............................................................................................ 40 本章小結(jié) ............................................................................................ 41 結(jié)論 .................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 43 致謝 .................................................................................................................... 45 附錄 1 ................................................................................................................. 46 附錄 2 ................................................................................................................. 52 附錄 3 ................................................................................................................. 56 附錄 4 ................................................................................................................. 66 附錄 5 ................................................................................................................. 72 第 1章 緒論 1 第 1章 緒論 課題背景 電力電子 技術(shù)是 20 世紀(jì)后半葉誕生和發(fā)展的一門嶄新的技術(shù)。控制方案入手，通過(guò)理論分析和仿真計(jì)算，設(shè)計(jì)了該變換器。 (2) 設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的 177。 （ ）； （ ）； （ ）。1% 輸出功率： 10kW 開(kāi)關(guān)頻率： 20kHz 撰寫論文 1 本（不少于 2 萬(wàn)字，字跡工整、語(yǔ)言流暢、圖表規(guī)范），標(biāo)準(zhǔn) A0圖紙一張。本文在理論分析的基礎(chǔ)上對(duì)該變換器進(jìn)行了仿真研究， 建立 了該變換器的小信號(hào)模型 ，設(shè)計(jì)了該變換器主電路、控制電路和閉環(huán)反饋環(huán)節(jié) 等 各項(xiàng)參數(shù)。能源危機(jī)之后，各種新能源、可再生 能源及新型發(fā)電方式越來(lái)越受到重視。單管變換器有六種，即降壓式 (Buck)變換器、升壓式 (Boost)變換器、升降壓式 (Buck/Boost)變換器、 Cuk 變換器、 Zeta 變換器和 Sepic 變換器。按照 開(kāi)關(guān)管的數(shù)量和器件的組成結(jié)構(gòu)來(lái)看，多數(shù)開(kāi)關(guān)變換器的種類的適用功率范圍和其他設(shè)計(jì)特性如表 所示 表 11 常見(jiàn)的 PWM 開(kāi)關(guān)變換器的住拓?fù)浔容^ 開(kāi)關(guān)電源的硬開(kāi)關(guān)方式，因開(kāi)關(guān)損耗大，限制了開(kāi)關(guān)頻率的提高。要提高開(kāi)關(guān)頻率，必須解決上述開(kāi)關(guān)管的硬開(kāi)關(guān)問(wèn)題，因此，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生，并廣泛應(yīng)用在半橋、全 橋變換器中。 (2)準(zhǔn)諧振變換器 (Quasiresonant converters， QRCs)和多諧振變換器(Multiresonant converters， MRCs)。它可分為零電壓開(kāi)關(guān) PWM變換器 (Zerovoltageswitching PWM converters)和零點(diǎn)流開(kāi)關(guān)PWM變換器 (Zerocurrentswitching PWM converters)。 ⑤ 有源鉗位軟開(kāi)關(guān)變換器。 移相全橋軟開(kāi)關(guān)電路由于把 PWM 控制技術(shù)與 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)結(jié)合在了一起，所以在中大功率變換器中應(yīng)用非常的廣泛。互為對(duì)角的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷都是同時(shí)進(jìn)行的方式，其門極信號(hào)的時(shí)序波形圖如圖 23所示。這就是所謂的 ―有限雙極性控制 ‖的另外 一種情況，可能的實(shí)現(xiàn)方法也有兩種，如圖 25所示。圖 率管的四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)及主要工作波形，每 組 橋臂的兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管成 180176。如圖 27所示 。雖然 3Q 被開(kāi)通，但 3Q 并沒(méi)有電流通過(guò)，原邊電流由 3D 流過(guò)。此時(shí)4AB CVV??， ABV 的極性自零變?yōu)樨?fù)，變壓器副邊繞組電勢(shì)下正上負(fù)，整流二極管同時(shí)導(dǎo)通，將變壓器副邊繞組短接，這樣變壓器副邊繞組電壓為零，原邊繞組電壓也為零， ABV 直接加到諧振電感上。當(dāng)原邊電流下降到零，二極管 2D 和 3D自然關(guān)斷， 2Q ， 3Q 中將流過(guò)電流。 (7) 開(kāi)關(guān)模態(tài) 6， 56[ , ]tt 在這段時(shí)間里，電源給負(fù)載供電，原邊電流增加。 RCL^inV^innV d1:offD^inn V dR 圖 214 BUCK 變換器的小信號(hào)模型 由于諧振電感 lkL 和變壓器副邊整流二級(jí)管的影響，移相全橋變換器存在占空比丟失的現(xiàn)象，副邊占空比為： ? ?2 2 1 / 2offlk LoinD D DnLD I D V T LVT? ? ?? ? ? ????? (219) 移相全橋變換器輸出電壓增益為： 第 2 章 移相全橋 DCDC 變換器的工作原理 19 ? ?22 2 1 / 2o lko ff L oin inV n Ln D n D I D V T LV V T? ? ? ? ????? (220) 其中， n 為變壓器副邊匝數(shù)與原邊匝數(shù)的比值； LI 為電感電流平均值。 RCL^inV^innV d1:offD^inn V dR??^^vin inV d d???????^^vin inV d dR??????? 圖 215 移相全橋 ZVS變換器的小信號(hào)模型 可進(jìn)行小信號(hào)分析，推導(dǎo)出移相全橋 ZVS 變換器的主電路傳遞函數(shù)。所有的元器件均在低電壓、低電流下工作，還有負(fù)載范圍寬，占空比損失小等優(yōu)點(diǎn)，從而使此變換器具有高效率，低成本，解決了目前常見(jiàn)變換器的許多問(wèn)題 [8] 第 3 章 移相全橋 DCDC 變換器的主電路設(shè)計(jì)與開(kāi)環(huán)仿真 23 主電路 參數(shù)設(shè)計(jì) 已知 Vin=200~300V， Vo=177。 (2)輸出濾波電感 在設(shè)計(jì) Buck 變換器的輸出濾波電感時(shí)，要求輸出濾波電感電流在某一個(gè)最小電流 oI (ccm)是保持濾波電感可以按下式計(jì)算 ? ? 61 9 0 .3 1 04LfsRDLHf ??? ? ? (37) 考慮留有一定的余量， 取 100fL ???。在 SIMULINK 平臺(tái)上，拖拉和連接典型模塊就可以繪制仿真對(duì)象的模型 框圖，并對(duì)模型進(jìn)行仿真。 圖 31移相全橋變換器的開(kāi)環(huán)仿真電路圖 開(kāi)環(huán)仿真波形 對(duì)于仿真結(jié)果 ，給出以下三組波形，可以幫 助分析電路的工作過(guò)程并進(jìn)一步優(yōu)化電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 主要芯片介紹 本電路控制芯片采用 UC3875，功率開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)芯片為 IR2110。最好的辦法是接一個(gè) 。 管腳 15 為輸出延遲控制端，通過(guò)設(shè)置該引腳到地之間的電流來(lái)設(shè)置死區(qū)，加于同一橋臂兩管驅(qū)動(dòng)脈沖之間，以實(shí)現(xiàn)兩管零電壓開(kāi)通時(shí)的瞬態(tài)時(shí)間，兩個(gè)半橋死區(qū)可單獨(dú)提供以滿足不同的瞬態(tài)時(shí)間。如果接一旁路電容，它就很快脫離欠壓鎖定狀態(tài)。 管腳 20 為信號(hào)地端， GND 是所有電壓的參考基準(zhǔn)。 (3)振蕩器 芯片內(nèi)有一個(gè)高速振蕩器，在頻率設(shè)定腳 FREQ SET(pin 16)與信號(hào)地之間接一個(gè)電容和電阻可以設(shè)置振蕩頻率，從而設(shè)置輸出級(jí)的開(kāi)關(guān)頻率。因此SOFTSTART 工作時(shí)，輸出級(jí)的移相角從 0176。 圖 2 為四個(gè)輸出的邏輯時(shí)序圖，通過(guò)調(diào)節(jié)移相角可以控制