【正文】 參考文獻(xiàn)[ l ] , . Pereira, . Farias, . VieiraandL.~ Freitas,“A 1SKw Operation with 90% Efficiency of a Two Transistor ForwardConverter with NondisspativeSnublber”,PESC’96, P696700[2] Xiao Dong Sun, Xuan San Cai and Gui Song Huang, “A Novel TwoTransistor forward ZVTPWM Converter”,IPEMC’97, P311315[3] Basile Margaritis, Et al, “Turnoff Relief Network for a Direct VoltageConverter”., PatentNo. 5438501[4] Ning Sun, Dan Y. Chen and Fred C. h e . “Forward Converter RegulatorUsing Controlled transformer”. IEEE Trks. On Power , No. 2, Mar., 1996[SI YieTone Chen, ,Dan Y. Chen and YanPei Wu.[5]‘ControlLoop Modeling of MultipleOutput Feedback of Forward Converters”. IEEETrans. On Power Electronics, , July, 1993[6] Michael T. Zhang, Milan M. Jovanovic and Fred . Lee, “Analysis and Evaluation of Interleaving Techniques in forward converters”.IEEE Trans. On PE, , July 1998附錄5Two Interleaving Methods forTwoTransistor Forward ConverterFeng Han Gong Guanghai DehongXuZhejiang University, China燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審意見表指導(dǎo)教師評(píng)語：成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日開題成績： 中期考核成績： 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語表答辯委員會(huì)評(píng)語：A、論文條理清晰、格式規(guī)范、語言表達(dá)準(zhǔn)確，畢業(yè)設(shè)計(jì)有一定價(jià)值。為了驗(yàn)證分析和比較，進(jìn)行了試驗(yàn)和仿真。在這些模型中，輸出電容電壓和電流通過濾波電感上的電壓被選擇作為狀態(tài)變量，被看做是輸乳變量的輸入電壓和占空比的干擾，輸出電壓擾動(dòng)被選擇作為輸出變量。但是，他們交錯(cuò)開關(guān)序列。在文獻(xiàn)5中，研究討論了多輸出前向轉(zhuǎn)換器的反饋建模。（—） 進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，使電路性能整體提升,完成畢業(yè)設(shè)計(jì)并開始撰寫論文。工作過程： 、QDD2與副邊拓?fù)錁?gòu)成一路雙管正激變換器，DD4與副邊拓?fù)錁?gòu)成另一路正激變換器，DD6分別為這兩路正激變換器的副邊整流二極管，D7為兩路共用的續(xù)流二極管，L、C分別為輸出濾波電感和濾波電容。（2）主電路拓?fù)湟褬?gòu)建及相關(guān)元件的參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算已完成。國內(nèi)開關(guān)電源自主研發(fā)及生產(chǎn)廠家有300多家，形成規(guī)模的有十多家。第9—11周 利用Pspice仿真軟件進(jìn)行電路的閉環(huán)仿真，尋找等效數(shù)學(xué)模型，建立傳遞函數(shù)。應(yīng)用UC3525設(shè)計(jì)一套用于正激電路的低壓大電流變換器及其控制系統(tǒng)，通過Pspice仿真驗(yàn)證其控制性能。近些年來，國外研制出開關(guān)頻率達(dá)1MHz的高速PWM、PFM芯片。最后，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器具有高效、可靠的優(yōu)點(diǎn)。 閉環(huán)仿真及其結(jié)果分析本次設(shè)計(jì)中，采用電壓單閉環(huán)控制，對(duì)負(fù)載電壓進(jìn)行采樣作為采樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生差分信號(hào)，然后與三角波進(jìn)行疊加，產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)，構(gòu)成閉環(huán)控制。理論上補(bǔ)償后的回路函數(shù)的增益交越頻率可設(shè)定為開關(guān)頻率的1/2，但是考慮抑制輸出開關(guān)紋波，增益的交越頻率以小于1/5的開關(guān)頻率較為恰當(dāng)。C為隔直電容，RR3為柵極驅(qū)動(dòng)電阻，目的是防止電流尖峰引起的高頻振蕩。TT2是脈沖電流互感器，它們在電路中交替工作用來檢測功率M0SFET漏極流過的電流波形。 控制電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì) 控制電路采用Unitrode公司的集成芯片UC3525，此芯片是電壓型芯片，可以外接一個(gè)運(yùn)算放大器，做電壓環(huán)，其內(nèi)部的運(yùn)放用來做電流環(huán)，該芯片具有功能強(qiáng)大、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，能完全滿足控制及保護(hù)功能要求。20%輸入電壓：交流電壓整流后得410VDC~615VDC輸出電壓：180V直流輸出輸出功率：該變換器是某逆變器的前級(jí)，逆變器輸出滿載功率為3KW。D5關(guān)斷，D7開通，負(fù)載電流I0經(jīng)D7續(xù)流。 為方便論述，將第一章交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器的主電路再畫在這里，如圖21所示。，經(jīng)過短暫的死區(qū)時(shí)間，負(fù)載電流經(jīng)二極管D7續(xù)流，變壓器磁化電流逐漸減小為零，實(shí)現(xiàn)鐵芯磁復(fù)位，能量回饋電源，然后另一路變換器開始工作，另一組變壓器的勵(lì)磁電流逐漸增大，然后重復(fù)之前過程。【3】2)反激變換器圖12反激變換器如圖12所示，其電路形式與正激變換器相似，只是變壓器的接法和作用不同。②由于開關(guān)管在開關(guān)狀態(tài)，功率消耗小，不需要采用大散熱器。因此開關(guān)穩(wěn)壓電源適用于電網(wǎng)電壓波動(dòng)很大的地區(qū)。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。 ③ 每個(gè)并聯(lián)支路流過更小的功率，消除變換器的“熱點(diǎn)”，使熱分布均勻，減輕了散熱設(shè)計(jì)的難度。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?！?】從以上分析可見，雙路交錯(cuò)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(shí)現(xiàn)鐵芯磁復(fù)位，電路結(jié)構(gòu)簡潔?！?】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(jì)在50K。由于雙管正激變換器無直通現(xiàn)象，為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相應(yīng)，可以盡量增大最大占空比，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，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。最后還對(duì)主功率管的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了分析，并確定出了主功率管的驅(qū)動(dòng)電路。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(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的增益為幅頻特性的轉(zhuǎn)折頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)函數(shù)兩個(gè)零點(diǎn)頻率設(shè)計(jì)為原始回路函數(shù)兩個(gè)極點(diǎn)頻率的1/2，即則可求得在零點(diǎn)與之間的增益為至此可以求出補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電阻值和電容值。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(gè)周期內(nèi)交替工作，D7工作在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電流在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，經(jīng)二極管D7續(xù)流?？傊?本次設(shè)計(jì)讓我受益匪淺,使我對(duì)這四年所學(xué)的知識(shí)又有了一次全新的認(rèn)識(shí)。目前，單片開關(guān)電源已形成了幾十個(gè)系列、數(shù)百種產(chǎn)品。同時(shí)，并聯(lián)結(jié)構(gòu)使每個(gè)并聯(lián)之路流過更小的功率，消除變換器的“熱點(diǎn)”，使熱分布均勻，提高可靠性。近些年來，國外研制出開關(guān)頻率達(dá)1MHz的高速PWM、PFM芯片。推挽正激DCDC變換器工作在一個(gè)高頻率開關(guān)周期存在八個(gè)工作模式。(2)未進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，使電路性能整體提升。下半部分是電感電流的波形，～30A這個(gè)范圍內(nèi)穩(wěn)定波動(dòng)。分析并比較了靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。然而，就筆者所知，之前沒有過關(guān)于這兩種方法詳細(xì)比較的報(bào)道，尤其是在動(dòng)態(tài)性能方面。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。C．動(dòng)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(hào)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(dòng)態(tài)性能。圖13給出了CCM模式下，POC和PFD電路的階躍響應(yīng)。C、論文條理較清楚，書寫格式較規(guī)范、語言表達(dá)較準(zhǔn)確，畢業(yè)設(shè)計(jì)有價(jià)值，主要問題回答較準(zhǔn)確。但是，在穩(wěn)定狀態(tài)下，與續(xù)流二極管（PFD）并聯(lián)的轉(zhuǎn)換器（和交錯(cuò)）可以看做是兩倍的單路雙管正激變換器。在DCM模式下，PFD電路的固有諧振頻率比POC電路大。因?yàn)镻OC電路使用兩個(gè)續(xù)流二極管，二POC電路使用一個(gè)。在POC電路中，每一路雙管正激變換器都有獨(dú)立的濾波電感和續(xù)流二極管。相比于半橋或全橋電路，雙管正激電路不存在橋臂直通現(xiàn)象，因而更可靠。 ，PWM的占空比D變小，使開關(guān)管的開通時(shí)間變短，降低負(fù)載端的輸出電壓。（2）驅(qū)動(dòng)電源（Vpulse） 根據(jù)開關(guān)頻率為50K，計(jì)算出Vpulse參數(shù)如下： VV2：V1=15 VV4 ：V1=0,V2=0, V2=15,TD=0, TD=10u,TR=1n, TR=1n,TF=1n, TF=1n,PW=, PW=,PER=20u PER=20u （3）濾波器設(shè)計(jì) a、濾波電感 根據(jù)公式可得L=130uH。開關(guān)電源市場比較樂觀。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，引起了國內(nèi)外電源界的普遍關(guān)注。DCDC開關(guān)變換器的輸出輸入電壓比Vo/Vi與占空比D有關(guān)，即Vo/Vi=f(D)。國內(nèi)開關(guān)電源自主研發(fā)及生產(chǎn)廠家有300多家，形成規(guī)模的有十多家。感謝一切我愛和愛我的朋友，他們是我生活和學(xué)習(xí)的動(dòng)力。 本章小結(jié)本章主要是利Pspice對(duì)本次所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，驗(yàn)證其原理的正確性。【7】 開環(huán)仿真及其結(jié)果分析雙管正激變換器交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)的開環(huán)仿真電路圖如圖51所示，根據(jù)公式 得 得到的仿真波形驗(yàn)證了設(shè)計(jì)電路的正確性。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。正常時(shí)，LM31l的輸出為高電平，當(dāng)檢測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)。要正常實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。 根據(jù)整流后的最高輸入電壓為615V,選取耐壓為800V的MOSFET。由于這部分相對(duì)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。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。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。雙管正激變換器的優(yōu)點(diǎn)：① 電路結(jié)構(gòu)簡潔，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。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，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。 交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器研究畢業(yè)論文目 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