【正文】 ΔU得到，ΔU為滯環(huán)帶，Vmin控制開關(guān)管的開啟時刻。將此信號（下坡）與三角鋸齒波信號（上坡）比較，從而得到PWM 關(guān)斷時刻。將帶有鋸齒紋波分量的電感電流信號接至電流誤差信號放大器的反相端。峰值電流模式帶寬比電壓模式大得多。電流內(nèi)環(huán)能對逐個脈沖做出迅速反應(yīng)。此模式通過直接控制峰值輸出側(cè)的電感電流的大小，從而間接控制PWM 的脈沖寬度。電路將直流信號先經(jīng)過電壓誤差放大器放大，再將得到的慢變化信號與恒定平率的三角波上斜坡比較，得到最終的脈沖寬度。綜合考慮各方面因素，本課題選用PWM控制模式，下面是目前常用的4種PWM控制模式。按照占空比的實現(xiàn)方式，開關(guān)電源的控制方式可以分為定頻控制和變頻控制。因此經(jīng)常用于大功率場合。 推挽式變換器(4)半橋式變換器，電路結(jié)構(gòu)簡單，功率器件少，且功率管只承受電源電壓，變壓器鐵芯不存在直流偏磁現(xiàn)象，變壓器只需一個原邊繞組，通過加正反向電壓得到正反向磁通，利用率高，在高壓中功率場合得到廣泛應(yīng)用。但就因其結(jié)構(gòu)的特點，電路必須有良好的對稱性，否則容易引起直流偏磁飽和。其電路形式相似于與正激式變換器，主功率管也要承受兩倍輸入電壓，變壓器的接法也不同。最后，變換器的開關(guān)電壓應(yīng)力與其最大工作占空比相關(guān)，最高能達到3～4 倍的輸入電壓。有以下缺點：首先，輸出功率受到變壓器儲能的限制，只能用于小功率和消費電子設(shè)備。 正激式變換器(2)反激式變換器，反激變換器的變壓器不同于一般電路的變壓器，它實際上為耦合電感，起著輸入輸出隔離并儲存能量的作用。這種拓?fù)浯嬖诿黠@的不足：其一，變壓器鐵芯單向磁化，利用率低；其二，該電路主功率管需承受兩倍的輸入電壓，介于此原因，它只能應(yīng)用于低壓輸入電路。鑒于以上原因，本課題具有較高的研究價值。通過對比，在僅需直流電供電的設(shè)備中，DC/DC供電方案有其明顯的優(yōu)勢?，F(xiàn)對兩種方案進行比較，從電源效率來看：使用逆變器的方案，電路需要經(jīng)過兩級變換，從而電能也要損耗兩次，電源的效率降低；而DC/DC方案只要一級變換，損耗小。但另一部分的設(shè)備不需要交流電，只需單純的直流電作為電源，例如安全防護報警裝置、消防報警裝置、事故照明等。因此，非隔離式變換器具有較大發(fā)展空間。由于非隔離式變換器工作時占空比較小，利用率較低。非隔離型是指在工作期間輸入源和輸出負(fù)載共用電流通路，具體有降壓、升壓、升降壓、cuk、Sepic和Zeta型等。開關(guān)電源一般都具有自動保護功能，當(dāng)穩(wěn)壓電路、高壓電路或負(fù)載出現(xiàn)故障時，能自動切斷電源，起可靠保護作用。開關(guān)電源可對電網(wǎng)輸入的交流電直接進行整流，再由脈沖變壓器獲得各組相異的脈沖電壓，省去了笨重的工頻變壓器，同時節(jié)省了大量漆包線和硅鋼片，大大縮小了電源的體積，減輕了電源的重量。(3)穩(wěn)壓范圍較寬，適用于電網(wǎng)電壓波動較大的地區(qū)。(2)開關(guān)管在開關(guān)狀態(tài)，功率消耗小，不需要采用大功率散熱裝置。這是幾代人持續(xù)奮斗，許多人不斷貢獻所共同積累的結(jié)果。體現(xiàn)了效率高、體積小、重量輕、效益好等許多優(yōu)點。其中，開關(guān)類電源是技術(shù)含量較高的一大類產(chǎn)品。最后，對系統(tǒng)進行頻域、時域仿真，并給出相關(guān)分析。在控制電路的設(shè)計方面，考慮到電源輸出電壓范圍的可控性，本文采用電壓反饋控制方式，選用UC3825型脈寬調(diào)制器。同時，其主功率管只需承受電源電壓，從而選擇面更廣。摘 要本文主要研究了交錯并聯(lián)式雙管正激變換器及其控制電路。相比于其他隔離式DC/DC變換器，交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)的雙管正激變換器有自動實現(xiàn)勵磁能量的回饋，結(jié)構(gòu)簡潔等優(yōu)點。此外，其并聯(lián)結(jié)構(gòu)縮小了輸出濾波電感的體積，降低了器件的應(yīng)力，從而進一步減小了損耗。本文列舉了DC/DC變換的各種拓?fù)?，比較了四種PWM控制模式，分析了交錯并聯(lián)式雙管正激變換器的工作原理及其工作過程，詳細(xì)推導(dǎo)并建立了帶有電壓反饋控制的雙管正激變換電路的小信號模型，設(shè)計了補償網(wǎng)絡(luò)，給出了主電路和控制電路的工程計算。關(guān)鍵詞：雙管正激變換器、電壓反饋控制、小信號模型、補償網(wǎng)絡(luò)、仿真常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文AbstractThis paper studies the parallel dual interleaved forward converter and its control circuit. Different to other isolated DC/DC converters, the parallel dual interleaved forward converter can feedback excitation energy automatically, also, simple structure is the one of the system’s advantages. Meanwhile, the power switches only need to work just under the main power voltage, which makes the designers have a wider range of choosing the power switches. In addition, the parallel structure reduces the volume of the output filter inductance, reducing the stress of the device, thereby, further reducing the loss. In the control circuit design, taking into account of the controllability of the range of the output voltage, we use voltage feedback control method, and chose the UC3825 voltage pulse width modulator. This article lists the DC/DC conversion of the various topologies, makes a parison of the four PWM control modes, analyzes the parallel dual interleaved forward converter’s operating principle and working process, derives in detail and establish the small signal model, designs the pensation network, and carries out the main circuit’s and control circuit’s engineering calculation. Finally, this paper makes the system frequency and time domain simulation, and make some correlation analysis.Key words: dual forward converter, voltage feedback control, small signal model, pensation network, simulationI常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文目 錄摘 要 IAbstract I目 錄 II第1章 緒論 1 1 1 2 4 7 7 8 8 8第2章 功率電路狀態(tài)分析及其參數(shù)設(shè)置 9 9 9 9 14 14 15 19 19 20 21 21第3章 系統(tǒng)建模與控制電路的設(shè)計 22 22 22 25 28 28 28 29 31 34 UC3825外圍電路 34 36 37 38第4章 電路仿真 39 39 40 40 44 45結(jié)論 46參考文獻 47致謝 50附錄 1III常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文第1章 緒 論 開關(guān)電源概述隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，固態(tài)化靜止型功率變換電源已經(jīng)發(fā)展成為電力電子技術(shù)的三大應(yīng)用領(lǐng)域之一(另兩個是“運動控制”和“電力品質(zhì)控制”)。它們的功率不斷增大，已經(jīng)從幾十、上百瓦擴展到數(shù)百千瓦，繼計算機、電視機中的應(yīng)用而成功地跨入程控交換機、移動電話等通訊電源中，正在或即將為電鍍、電解(化工電解和有色金屬電解)行業(yè)提供“開關(guān)整流器”。四十多年來，隨著功率半導(dǎo)體器件品種的增加和性能的改善，以DC/DC(直流/直流)變換器為代表的開關(guān)電源主電路拓?fù)浣?jīng)歷了“史前期”、“奠定期”和“成熟期”等幾個階段，演變成從理論到實踐都十分完備的獨立技術(shù)和獨立產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生很大的社會經(jīng)濟效益。如今，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的各個領(lǐng)域的開關(guān)電源已具備以下幾個突出優(yōu)勢：(1)效率高，開關(guān)穩(wěn)壓電源調(diào)整開關(guān)管的工作狀態(tài)，在截止期間，開關(guān)管內(nèi)無電流流經(jīng)，因此不消耗功率，大大提高了電能使用效率，而傳統(tǒng)使用的調(diào)整串連型穩(wěn)壓電源的晶體管一直工作在放大區(qū)，功耗大，效率低。這樣，機內(nèi)溫升低，元器件不會因為長期工作在高溫環(huán)境下而損壞，提高了整機的穩(wěn)定性和可靠性。(4)體積小。(5)安全性高。 本課題研究意義依據(jù)開關(guān)電源的發(fā)展史及其應(yīng)用領(lǐng)域，開關(guān)電源的主電路拓?fù)淇煞譃閮深悾悍歉綦x型和隔離型。隔離型是指其能量的轉(zhuǎn)換依靠一個相互耦合的磁性元件(變壓器)來實現(xiàn)的，而且從源到負(fù)載的耦合借助的是磁通而不是共同的電路，包括正激式、反激式、推挽式、半橋式、全橋式等。與隔離式變換器相比，在相同頻率下工作時，流經(jīng)功率管的電流較大，開關(guān)應(yīng)力較大，因此非隔離式變換器對元器件的損耗也較大?，F(xiàn)代的一部分電子設(shè)備既要使用高壓直流電又需要220V的額定交流電，對此采用的方法一般是先進行DC/AC逆變，得到220V交流電，需要高壓直流電時再進行AC/DC整流，從而得到需要的直流電。此時，電源的設(shè)計就可以采取繞過DC/AC逆變，而直接進行DC/DC變換的方案。此外，逆變器方案元器件較多，體積龐大；而DC/DC方案電路和驅(qū)動都較為簡單，重量輕，體積小。本課題實現(xiàn)的就是12/264V的DC/DC變換。 隔離式DC/DC變換拓?fù)淞信e(1)正激式變換器，輸入輸出電壓隔離，易實現(xiàn)多路輸出，變壓器原邊通過復(fù)位電路對磁芯進行磁復(fù)位，將變壓器激磁時儲存的能量回饋到輸入端。其三，實際運用中，；最后，添加去磁繞組原理固然簡單，但這樣做使變壓器的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，制造工藝水平的高低將會對電路性能產(chǎn)生一定影響。反激式變換器電成本低，可靠性高，驅(qū)動簡單。其次，實際工程中，輸出電壓脈動比較大。從輸出端看，反激式變換器是電流源，應(yīng)用時不能開路。 反激式變換器(3)推挽式變換器，推挽式變換器可以看成是兩個完全對稱的單端正激式變換器的組合，因此，在工作時變壓器鐵芯是雙向磁化的，在相同鐵芯尺寸下，推挽式電路能夠比正激式電路輸出更大功率。其次，該設(shè)計下變壓器原邊會有漏感，因此主功率管會遇到很高的電壓尖峰，這就要求主功率管必須能承受大于兩倍電源電壓的壓力。 半橋式變換器(5)全橋式變換器，功率管只要承受電源電壓，鐵芯利用率高，通常采用軟開關(guān)工作方式，但缺點是功率器件較多，控制及驅(qū)動電路較復(fù)雜，存在直通現(xiàn)象。 全橋式變換器 反饋控制模式分類在開關(guān)電源中，控制電路通過控制功率級開關(guān)器件的占空比D來控制輸出電壓，在電感電流連續(xù)導(dǎo)電模式(Continuous Conduction Mode，CCM)中，D =(開通時間ton)/(開通時間ton + 關(guān)斷時間toff)。定頻控制，即通常所說的脈寬調(diào)制(Pules Width Modulation，PWM)技術(shù)，其開關(guān)頻率恒定不變，通過調(diào)整一個周期內(nèi)開關(guān)開通的寬度來調(diào)節(jié)輸出電壓；變