3．具有短路、过载、过电压、欠电压等保护功能；本课题的中心内容是研究不对称半桥变换器的拓扑以及；3DLf；Vino；D2；对于不对称半桥DC/DC变换器，:主开关为两个互；DS2分别为S1和S2的体二极管，谐振电容C1和；电容，隔直电容Cb作为开关管S2导通时的电压源，；等，用一个可以取直流电压二分之一，带中间抽头变压；D2导通；虑软开关过程的基本工作原理直
3．具有短路、过载、过电压、欠电压等保护功能。
本课题的中心内容是研究不对称半桥变换器的拓扑以及控制相关技术。与普通半桥开关不同，两个互补的主开关管上加的不是对称的驱动信号，而是互补驱动信号，即一个占空比为D和一个占空比为1-D的驱动信号，以实现两个驱动信号的衔接，以便实现软开关。在不对称驱动下由于电容的隔直作用，原边不会象一般全桥中不对称驱动造成直流成分比较大，但是副边由于导通时间不等会出现直流成分。此时电容上电压不再是输入直流的二分之一，而是根据占空比的变化而变化。
对于不对称半桥DC/DC变换器，:主开关为两个互补控制的功率MOSFET （S1和S2）, S1 和S2的占空比分别为D和1 -D,
DS2分别为S1和S2的体二极管，谐振电容C1和C2是S1和S2的寄生
电容，隔直电容Cb作为开关管S2导通时的电压源，没有用一般半桥结构的两个电容结构是因为不对称半桥上下两个电容受压不相
等，用一个可以取直流电压二分之一，带中间抽头变压器T原边匝数为N1，副边匝数为N21和N22，采用全波整流，用超快恢复二极管D1和D2，输出滤波电感Lf,滤波电容Cf和负载R。
先假设开关器件为理想器件，不考虑死区时间，主电容当作足够大，当上桥臂开关S1开通时，输入电压Vin和电容Cb的电压之差通过S1加在原边绕组N1上，此时二极管D1导通；下桥臂开关S2导通时，加在原边绕组N1上的电压即为电容Cb的电压，此时二极管
D2导通。由于变压器原边没有够大，不考虑其电压降，电容不考
虑软开关过程的基本工作原理直流分量，电容Cb上的电压
V3?Vin?D，由于在连续导通模式下工作，输出滤波电感上平均电
压为零，故
Vo?Vin(1?D)?D(n1?n2)
，n2?22） N1N1
由上试可见当D?0.5时，Vo取最大值，此时的工作过程与普通
Vo半桥电路相同，变压器原边绕组上的电压为Vin。当D?05.时，
是关于D的减函数，减小占空比就能减少输出电压。 软开关过程分析：
波形图如下，（为了便于分析过程，放大了过度过程时间）： 阶段一（t0?t1）：
时间t0时，开关管S1关断，由于电容Cs1Cs2上电压不能突变，
电容Cs1上的电压为零，开关S1是软关断的。开关管S1关断后，由于变压器原边电压仍然为正，故副边绕组N21上的电压为正，二极管D1导通，输出电感上的电流可以看作不变，原边的电流也可以看作不变，电容Cs1上电压线性上升，电容Cs2上电压线性下降。该阶段的方程为：2C
开始时VA(t0)?Vin，结束时VA(t1)?V3，
?2C(1?D)in IpoIpo
阶段二（t1?t2）：
在时间1t时，VA(t1)?V3，变压器原边绕组上电压为零，在1t时间后变为负值，这是副边电压反向，二极管D2导通。由于副边漏感的作用，二极管D2上的电流不可能马上达到滤波电感上电流值大小，故此时二极管D2 D1 同时导通，变压器副边短路，原边电压全部加在漏感上面，电容Cs1， Cs2和漏感处在谐振状态。
??Ip dtdip(t)dt
根据初始状态可得
VA(t)?V3?Ip1Znsin?k(t?t1) Ip(t)?Ip1cos?k(t?t1)
Ip(t2)?Ip1cos[arcsin(
?k??n分别为谐振角频率和特征阻抗 阶段三（t2?t3）
时间t2时，VA?o下桥臂开关管反并联二极管开通，VA?o保持不变，变压器原边电流线形下降。在时间t?t3时，变压器原边电流过零，并由于电容电压V3的作用反相增大。下桥臂开关管应在这一时间段导通才能实现软开通
阶段四（t3?t4）
变压器原边电压不边，电流反相增大，假设变压器所有绕组匝数同，不考虑激磁电流，当原边电流增大到和输出电流相等时，二极管D2 继续导通，二极管D1关断，（副边电流为两者电流之差） 实际电路考虑匝比，Ip4?Io
阶段死后电容上电压给变压器原边供电，电路进入稳态，后续状
态与前面相似，不作分析。 预计技术关键：
开关管实现软开关运行的条件：在时间t2到t3开关应该导通，否则失去零电压条件，因此开关管的死区时间有：
t2?t0??a?t3?t0
在阶段二，要实现下桥臂二极管导通，必须使时间t1时，漏感能量大于能实现下桥臂二极管开通所需要的能量，由于副边相当与短路不参与能量传递，这时需：
同里在上桥臂实现软开通时，要求：
ZnVin?1?D?Zn
通过分析可以知道：
① 当输入电压低，负载电流大有助于实现软开关条件。 ② 增加特征阻抗，即增加漏感，减小电容，有助于实现软开关条件。
③ 当D?0.5时，开关管下桥臂开关管容易实现软开关，
上桥臂容易实现软开关，当占空比接近0.5时，D?0.5时，容易实现软开关。
由于输入电压不能人为设定，电容一般是开关管的寄生电容
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　推挽正激电路的研究及工程... 5页 2财富值如要投诉违规内容,请到百度文库投诉...半桥变换器可以通过不对称控制来实现 ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比... 　倍流整流变换器中同步整流控制驱动的研究 开题报告_电子/电路_工程科技_专业资料...综上所述:本课题预计选用原边对称半桥副边倍流电路拓扑,驱动方 式原理图如图4... 　半桥变换器 可以通过不对称控制来实现 ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为 D,另外一个就为 1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不... 　传统半桥变换器有两种控制方法,一 种是对称控制,一种是不对称互补控制。本文主要分析实现半桥 DC/DC 变换器软开关的 PWM 控制策略。 1 控制型软开关 PWM 控制... 　开关电源(直流变换器)的类型很多,在研究开发或者维修电源系统时,全面了解开关 ...半桥变换器可以通过不对称控制来实现 ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比... 　软开关半桥DCDC控制器的PWM控制策略__调查/报告_表格/模板_实用文档。? ? 控制...对称控制 ZCS-PWM 不对称半桥变换器研究[J].电气自动 化。) :39... 　《专业基础综合训练》 综合报告 学生班级:学生姓名:...图 5 不对称半桥功率变换器电流流向图 3.4 驱动...我认为最重要的就是做好 设计的预习,认真的研究... 　副边整流管电压应力的对比 在 LLC 谐振变换器中副边二极管上的电压应力是输出电压的 2 倍 不对称半桥变换器副边整流管电压应力 D1=Vin/1-D, D2=Vin/D 3 ...您的位置： &
不对称半桥变换器的分析与设计
优质期刊推荐双变压器不对称半桥变换器的研究--《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文
双变压器不对称半桥变换器的研究
【摘要】：当今社会,高效率和高功率密度是电力电子装置追求的重要目标,不对称半桥变换器因其不增加额外器件即可实现软开关的固有特点,在中小功率场合中具有广泛应用。但是,传统不对称半桥存在的占空比丢失问题和占空比限制问题,影响了运行效率,限制了输入电压范围,而且存在输出侧整流二极管电压应力不均衡问题,本文针对以上问题,采用一种双变压器的不对称半桥变换器,提高变换器的性能。本文分析了双变压器不对称半桥变换器的稳态和暂态运行情况,阐明了变换器能解决传统不对称半桥变换器的占空比限制问题和占空比丢失问题并改善输出侧整流二极管应力不均衡情况的原理。探究了变换器各个储能元件的能量传递过程,推导了变换器实现软开关的条件。对双变压器不对称半桥变换器进行了大信号和小信号建模,并用数学等效的方法对无法得到解析解的变换器模型进行了等效简化,得到了解析解,并详细分析了影响高阶模型零极点分布的因素。采用峰值电流控制方式建立了双变压器不对称半桥变换器闭环系统,并采用了Ⅲ型补偿器进行补偿。对传统不对称半桥变换器和双变压器不对称半桥变换器进行对比仿真,以验证双变压器不对称半桥变换器的优势,并进行了切载和输入电压较大扰动仿真,验证变换器的动态性能。在双变压器不对称半桥变换器的理论分析和仿真分析的基础上,设计了双变压器不对称半桥变换器的主功率电路、控制电路、反馈电路和保护电路,并搭建了实验平台,对变换器的运行特性进行了实验验证,变换器具有良好的软开关特性和运行特性。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TM46【目录】：
摘要4-5ABSTRACT5-8第1章 绪论8-17 1.1 课题来源和背景8 1.2 课题研究目的和意义8-10 1.3 国内外研究现状分析10-16
1.3.1 输出端串联饱和电抗器不对称半桥变换器10-11
1.3.2 倍流整流式不对称半桥变换器11-12
1.3.3 变压器一次侧钳位不对称半桥12
1.3.4 变压器优化不对称半桥12-13
1.3.5 不对称半桥ZVS实现方式发展现状13
1.3.6 不对称半桥的控制方式发展现状13-14
1.3.7 多输入不对称半桥14-15
1.3.8 不对称半桥的应用场合发展现状15
1.3.9 不对称半桥的发展方向和存在的问题15-16 1.4 课题主要研究内容16-17第2章 双变压器不对称半桥变换器原理分析17-29 2.1 引言17 2.2 双变压器不对称半桥变换器的稳态分析17-20 2.3 双变压器不对称半桥变换器的暂态分析20-24 2.4 双变压器不对称半桥变换器能量传递情况分析24-26 2.5 双变压器不对称半桥变换器软开关实现条件26-27 2.6 占空比丢失问题的解决27-28 2.7 输出侧二极管方向电压应力分析28 2.8 本章小结28-29第3章 双变压器不对称半桥变换器的建模分析29-41 3.1 引言29 3.2 双变压器不对称半桥变换器的小信号建模29-34 3.3 双变压器不对称半桥变换器模型等效34-38
3.3.1 双变压器不对称半桥变换器模型分析34-35
3.3.2 双变压器不对称半桥变换器模型等效35-38 3.4 双变压器不对称半桥变换器的大信号模型和小信号模型38-40 3.5 本章小结40-41第4章 双变压器不对称半桥变换器控制设计及仿真41-54 4.1 引言41 4.2 峰值电流控制分析41-44 4.3 补偿器设计44-46
4.3.1 补偿器分析44-46
4.3.2 Ⅲ型补偿器具体参数设计46 4.4 双变压器不对称半桥变换器开环仿真46-51
4.4.1 传统不对称半桥变换器开环仿真46-47
4.4.2 双变压器不对称半桥变换器开环仿真47-51 4.5 双变压器不对称半桥变换器闭环仿真51-53 4.6 本章小结53-54第5章 双变压器不对称半桥实验54-66 5.1 引言54 5.2 双变压器不对称半桥变换器设计54-61
5.2.1 主电路设计54-58
5.2.2 控制电路设计和驱动电路设计58-61 5.3 双变压器不对称半桥实验61-65 5.4 本章小结65-66结论66-67参考文献67-72致谢72
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