【導(dǎo)讀】2掌握交錯并聯(lián)雙管正激變換器系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理。出電壓的變換器。4給出全部設(shè)計參數(shù)和圖紙。合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。3．按學(xué)院指定的地點進(jìn)行設(shè)計，嚴(yán)格按照進(jìn)度計劃完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。實現(xiàn)鐵芯磁復(fù)位，能量回饋電源的工作原理?？刂齐娐贩绞讲糠执罱讼到y(tǒng)。定交錯并聯(lián)雙管正激變換器作為選擇方案。器進(jìn)行了工作原理分析并討論了變壓器工作過程。第三章完成了交錯并聯(lián)雙。行了分析，設(shè)計了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，搭建了閉環(huán)電路拓?fù)?。第五章進(jìn)行了開環(huán)和閉

　　

【正文】 52 開環(huán)仿真波形 上半部分得到的是輸出電壓的波形， 經(jīng)過 之后完全穩(wěn)定在 160V,與 理論上應(yīng)該計算得到的輸出電壓基本相同。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。故由此可說明交錯并聯(lián)雙管正激變換器開環(huán)時的原理和參數(shù)的正確性。 圖 53 開環(huán)電路中驅(qū)動信號波形 . . 由于本次設(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(fù)載供能，而且既然是交錯并聯(lián)，就說明這相互獨立的兩路應(yīng)該不能同時被觸發(fā)， 而應(yīng)該是交替被觸 發(fā)，圖 53 所示為開環(huán)仿真中的 PWM 驅(qū)動脈沖波形，可以明顯發(fā)現(xiàn)兩路驅(qū)動脈沖在一個周期內(nèi)互補(bǔ)，以實現(xiàn)兩路變換器交替工作的要求。 閉環(huán)仿真及其結(jié)果分析 本次設(shè)計中，采用電壓單閉環(huán)控制，對負(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，然后與三角波進(jìn)行疊加，產(chǎn)生 PWM脈沖信號，構(gòu)成閉環(huán)控制 。 兩路 雙管正激變換器 的 交錯并聯(lián)技術(shù)的 電壓 閉 環(huán)仿真電路圖如圖 54所示 。 圖 54 閉環(huán)仿真電路圖 . . 圖 55 閉環(huán)仿真負(fù)載電壓，電感電流波形 上半部分為輸出負(fù)載電壓波形，經(jīng)過 3ms 達(dá)到穩(wěn)定，下半部分為電感電流波形，經(jīng)過 2ms 達(dá)到穩(wěn)定。 為清晰的表示幅值，對電感電流和負(fù)載電壓單獨仿真， 圖 56，圖 57 為單獨的負(fù)載電壓波形和電感電流波形。 圖 56 閉環(huán)仿真負(fù)載電壓波形 . . 圖 57 閉環(huán)仿真 電感電流 波形 由圖 56 和圖 57 可以明顯發(fā)現(xiàn)經(jīng)過負(fù)載 電壓波形經(jīng)過 3ms 后，穩(wěn)定在180V，電感電流經(jīng) 后達(dá)到穩(wěn)定，在 37V~40V 之間波動，紋波系數(shù)很小。 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。 . . 如 圖 59 所示 為閉環(huán)產(chǎn)生的 PWM 驅(qū)動脈沖 圖 58 閉環(huán)仿真驅(qū)動脈沖波形 圖 59 就是這兩路的觸發(fā) 脈沖，從上圖可明顯看出來，這兩路觸發(fā)脈沖是相互獨立，交替被觸發(fā)的，與設(shè) 計要求相符合。 圖 510 閉環(huán)仿真兩路變壓器 原邊電壓 波形 . . 如圖 510 所示為變壓器原邊電壓波形，由 上 圖中可以明顯發(fā)現(xiàn)兩路變壓器的電壓波形在一個周期內(nèi)互補(bǔ)，由此可以說明兩路變壓器是交替工作的 。 圖中負(fù)電壓的部分體現(xiàn)了一路變換器的開關(guān)管斷開后，其變壓器副邊對原邊的鉗位作用。 為了驗證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在 4ms 處加入一個 50V 的輸入擾動信號，如圖 511 所示。 圖 511 加入擾動后的輸出負(fù)載電壓波形 由圖 511 可以明顯發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)穩(wěn)定后，在 4ms 處加入擾動信號后，經(jīng)過 ，系統(tǒng)重新達(dá)到穩(wěn)定 狀態(tài)，從而證明本次設(shè)計的閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 本章小結(jié) 本章主要是利 Pspice 對本次所設(shè) 計的電路進(jìn)行仿真 ， 驗證其 原理的正確性。首先對交錯并聯(lián)雙管正激變換器的主電路進(jìn)行開環(huán)仿真 ， 開環(huán)仿真時直接給主功率管一個 PWM 驅(qū)動信號 ， 看其仿真得到的輸出電壓是否滿足理論值 ,并觀察電感電流是否在所要求的范圍內(nèi)穩(wěn)定波動 ， 最后得到仿真結(jié)果與理論值大體相同 ， 驗證了主電路原理及參數(shù)的正確性。然后在其基礎(chǔ)上加一個電壓閉環(huán)進(jìn)行仿真，得出的仿真結(jié)果也理論值相同，符合設(shè)計要求。 . . 結(jié)論 本次設(shè)計的題目是單端正激變換器交錯并聯(lián)技術(shù) ，通過對其技術(shù)指標(biāo) 的分析， 選擇了適合高壓輸入、大功率輸出的高效率 DC/DC 拓?fù)?— 交錯并聯(lián)雙管正激變換器。并對其進(jìn)行了電路原理分析，參數(shù)計算及其優(yōu)化，小信號模型分析和電路仿真，給出了工程設(shè)計方法。最后， 通過實驗結(jié)果論證了交錯并聯(lián)雙管正激變換器具有高效、可靠的優(yōu)點。 首先由于本次技術(shù)指標(biāo)要求的輸入輸出電壓都較高，電流不大。這樣開關(guān)管的導(dǎo)通損耗，磁性元件的內(nèi)阻造成的損耗，二極管的導(dǎo)通損耗， 輸出濾波電容的等效串聯(lián)電阻上的損耗等等各種損耗都不大。 其次由于采用的是交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)： 路相當(dāng) 簡潔，元件數(shù)量很少， 附加損 耗就少， 變壓器的勵磁能量也返回給了輸入電源。 (除了變壓器副邊續(xù)流二極管 )的工作條件， 提高了占空比的有效值。 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。由于本人知識水平有限 ,設(shè)計中肯定還存在一些欠缺 ,還望老師多多指正 。 . . 參考文獻(xiàn) [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， 2020 [3].王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)仿真》，1999 [13]. , . 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On PE, , July 1998 . . 致謝 本論文是在 吳俊娟導(dǎo)師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成的，在跟隨吳老師做畢業(yè)設(shè)計的這段日子里，導(dǎo)師的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人誠懇的態(tài)度將使我 終生受益，時時激勵著我獨立思考，自己動手練習(xí)，奮發(fā)向上， 在這里對您表示深深的謝意 。 同時還要感謝同班的各位同學(xué)，是他們使我的生活充滿樂趣， 使我有一個和睦的生活、好的學(xué)習(xí)環(huán)境。 感謝所有在我求學(xué)路上關(guān)心我、幫 助我的人。感謝他們在我多年求學(xué)生涯中承受了各種的壓力，付出了最真摯的愛。感謝一切我愛和愛我的朋友，他們是我生活和學(xué)習(xí)的動力。 . . 附錄 1 燕 山 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱： 交錯雙管并聯(lián)正激變換器研究 學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院 年級專業(yè)： 09 級電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名： 雒明浩 指導(dǎo)教師： 吳俊娟 完成日期： 20200324 . . 一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 國外研究動態(tài)： 自 20 世紀(jì) 50 年代，美國宇航局以小型化重量輕為目標(biāo)而為搭載火箭開發(fā)首個開關(guān)電源以來，在半個多世紀(jì)的發(fā)展中，開關(guān)電源逐步取代了傳統(tǒng)技術(shù)制造的相控穩(wěn)壓電源，并廣泛應(yīng)用于電子整機(jī)設(shè)備中。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。近 20 年來，集成開關(guān)電源沿兩個方向發(fā)展。第一個方向是對開關(guān)電源的控制 電路實現(xiàn)集成化。近些年來，國外研制出開關(guān)頻率達(dá) 1MHz 的高速 PWM、PFM 芯片。第二個方向是實現(xiàn)中、小功率開關(guān)電源單片集成化。 1994 年，美國電源集成公司 (Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔離式PWM 型單片開關(guān)電源，其屬于 AC/DC 電源變換器。之后相繼推出TOPSwitch、 TOPSwitchII、 TOPSwitchFx、 TOPSwitchGX、 PeakSwitch、LinkSwitch 等系列產(chǎn)品。意 法半導(dǎo)體公司最近也開發(fā)出 VIPer100、VIPer100A、 VIPer100B 等中、小功率單片電源系列產(chǎn)品，并得到廣泛應(yīng)用[1]。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。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。單片開關(guān)電源具有高集成度、高性價比、最簡外圍電路、最佳性能指標(biāo)等特點，現(xiàn)己成為開發(fā)中小功率開關(guān)電源、精密開關(guān)電源及開關(guān)電源模塊的優(yōu)選集成電路。 二、 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(jìn)入初步發(fā)展期，起步較晚、技術(shù)相對落后。目前國內(nèi) DC/DC 模塊電源市場主要被國 外品牌所占據(jù)，它們覆蓋了大功率模塊電源的大部分以及中小功率模塊電源一半的市場。但是，隨著國內(nèi)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，進(jìn)口中小功率模塊電源正在快速被國產(chǎn) DC/DC 產(chǎn)品所代替。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。國產(chǎn)開關(guān)電源已占據(jù)了相當(dāng)市場，一些大公司如中興通訊自主開發(fā)的電源系列產(chǎn)品已獲得廣泛認(rèn)同，在電源市場競爭中頗具優(yōu)勢，并有少量開始出口。 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。在開關(guān)電源中，正激式和反激式有電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，輸入 輸出電氣隔離等優(yōu)點， 廣泛應(yīng)用于中小功率電源變換場合。 . . 二、 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 ：交錯雙管并聯(lián)正激變換器采用 單端變換器的并聯(lián)交錯技術(shù)，它可看作并聯(lián)技術(shù)的變化形式。 應(yīng)用 UC3525設(shè)計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 仿真驗證其控制性能。 深入分析電壓型控制 交錯雙管并聯(lián) 正激 DCDC 變換器的工作原理， 建立 交錯并聯(lián) 雙管正激式低壓大電流 DCDC變換器的 Pspice仿真模型 ,詳細(xì)論述 交錯并聯(lián)雙管正激 DCDC 變換器的穩(wěn)態(tài)原理，按照變換器的實際工作情況，分 析 交錯雙管 正激 DCDC 變換器斷續(xù)，臨界連續(xù)和連續(xù)的工作模式，并推導(dǎo)出 雙管 正激 DCDC 變換器的輸出外特性，并且從中得出此類變化器所擁有的一些優(yōu)點。 并 基于 UC3823的特性設(shè)計 PI 控制閉環(huán)系統(tǒng)，給出控制參數(shù)的設(shè)計過程 , 仿真驗證控制系統(tǒng)的性能。 ：交錯雙管并聯(lián)正激變換器通過兩路雙管正激變換器以相位相差180176。的方式交替工作，使功率管工作在占空比小于 ，整流側(cè)輸出電壓占空比可以在 0~1變化，提高了電路的動態(tài)響應(yīng)，并且有利于驅(qū)動電路的設(shè)計；在同樣輸出電壓的情況下，變壓器副邊匝數(shù)減少一倍， 使得整流側(cè)峰值電壓減小一半，續(xù)流時間減小，有利于低電流額定的續(xù)流管。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。在同樣開關(guān)頻率下，輸出濾波電感上電壓的頻率提高了一倍，這樣減小了輸出濾波電感的體積，輸入電流脈動頻率提高一倍，減小了輸入濾波器的體積，從而進(jìn)一步減小整機(jī)的體積。 三、 研究步驟、方法及措施 ，掌握交錯雙管正激變換器的基本工作原理 交錯雙管并聯(lián)正激變換器采用 單端變換器的并聯(lián)交錯技術(shù)， 以相位相差 180176。的方式交替工作，一路雙管正激變換 器工作時，另一路通過續(xù)流二極管續(xù)流，使能量回饋電源。 UC3525芯片的使用要求和使用方法，設(shè)計、計算電路有關(guān)參數(shù) 控制電路采用美國 Urtitrode 公司的集成芯片 UC3525，此芯片是電壓型芯片，可以外接一個運算放大器做電壓環(huán)，其內(nèi)部的運放用來做電流環(huán)，該芯片能提供近 50%的脈寬控制；可設(shè)定死去時間，對稱性好；工作頻率可. . 達(dá) 400kHz；圖騰柱結(jié)構(gòu)輸出，輸出能力達(dá) 500mA；內(nèi)帶 2MHz 帶寬的放大器；軟啟動功能； Shutdowm 保護(hù)端功能。 Pspice 仿真軟件進(jìn)行電路的閉環(huán)仿真 把電路中的 輸入與輸