移相全桥DCDC变换电路的优势

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移相全桥变换电路尖峰产生及抑制机理研究

作者：傅文珍 周丰

来源：《科技创新导报》2011年第05期

摘 要：本文分析了应用于焊接和通信技术电源的移相全桥变换器电压、电流尖峰产生机理及抑制措施； 进一步总结了几种常见电压、电流尖峰抑制措施，并结合1.8KW通信电源的实验证明加缓冲电容器抑制电压尖峰的有效性。

关键词：移相全桥变换器 电压尖峰 电流尖峰 抑制措施

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2011)02(b)-0042-02 引言

传统移相全桥DC/DC变换器软开关实现靠变压器漏感和开关管寄生电容。这种电路简单易实现但仍存在缺陷：如轻载时滞后桥臂难于实现ZVS、占空比丢失严重等。改进全桥电路拓扑有NhoE.C.电路[1]，ChenK电路[2]，原边加隔直电容和饱和电感FB-ZVZCS-PWM[3]，副边有源箝位开关FB-ZVZ CS-PWM[4]，带输入滤波电感全桥电路[5]等。

随着软开关技术和高频技术发展，对开关器件高效性提出更高要求。效

移相全桥学习笔记

在早期的大功率电源（输出功率大于1KW）应用中，硬开关全桥(Full-Bridge)拓扑是应用最为广泛的一种，其特点是开关频率固定，开关管承受的电压与电流应力小，便于控制，特别是适合于低压大电流，以及输出电压与电流变化较大的场合。但受制于开关器件的损耗，无法将开关频率提升以获得更高的功率密度。例如：一个5KW的电源，采用硬开关全桥，即使效率做到92%，那么依然还有400W的损耗，那么每提升一个点的效率，就可以减少50W的损耗，特别在多台并机以及长时间运行的系统中，其经济效益相当可观。

随后，人们在硬开关全桥的基础上，开发出了一种软开关的全桥拓扑——移相全桥(Phase-Shifting Full-Bridge Converter，简称PS FB)，利用功率器件的结电容与变压器的漏感作为谐振元件，使全桥电源的4个开关管依次在零电压下导通(Zero voltage Switching，简称ZVS)，来实现恒频软开关，提升电源的整体效率与EMI性能，当然还可以提高电源的功率密度。

上图是移相全桥的拓扑图，各个元件的意义如下：

Vin：输入的直流电源

T1-T4：4个主开关管，一般是MOSFET或IGBT

T1,T2称为超前臂开关

　2005年12月第28卷第12期重庆大学学报(自然科学版)

JournalofChongqingUniversity(NturlScienceEdition)

Dec.2005　Vol.28　No.12

　　文章编号:1000-582X(2005)12-0027-05

移相全桥软开关变换器拓扑分析

陈　柬,陆治国

(重庆大学电气工程学院,重庆　400030)

3

摘　要:移相全桥软开关变换器从基本的移相全桥(FB)零电压(ZVS)脉宽调制(PWM)变换器,发展到移相全桥零电压零电流(ZVZCS)PWM变换器,(Z)P,进而又产生一系列其它新型的移相全桥电路,.3类主要的移相全桥软开关变换器的拓扑结构、FZVS-PWM变换器扩大了滞后臂ZVS负载范围.F-,滞后臂较

(FBZPWM变换器可以实现各个功率管的ZCS,更适合大功率场合.

关键词:;零电压开关;零电流开关;零电压零电流开关;变换器　　中图分类号:TM910.1

文献标识码:A

　　移相PWM控制方式是近年来在全桥变换电路中广泛应用的一种软开关控制方式.这种控制方式实际上是谐振变换技术与常规PWM变换技术的结合.移相全桥软开关电路有效降低了电路的开关损耗和开关噪声,减少了器件开关过程中产生的电磁干扰,为变换

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毕业设计（论文）说明书

摘 要

上世纪60年代开始起步的PWM功率变换技术出现了很大的发展，但由于其通常采用调频稳压控制方式，使得软开关的范围受到限制，且其设计复杂，不利于输出滤波器的优化设计。本文介绍了由UC3875构成的相移式PWM 控制器的工作原理，并在此基础之上进一步设计了由UC3875构成的全桥移相零电压开关（ZVS）PWM 开关电源。该电路能以隔离方式驱动功率MOSFET，从而提高了电路的稳定性；由于采用了ZVS 技术使电路在高频情况下能够大大减小开关损耗，提高了整个电路的工作效率。

阐述了零电压开关技术(ZVS)在移相全桥变换器电路中的应用。分析了电路原理和各工作模态，着重分析了开关管的零电压开通和关断的过程实现条件，并且提出了相关的应用领域和今后的发展方向。本文选择了全桥移相控制ZVS-PWM谐振电路拓扑，阐述了零电压开关技术(ZVS)在移相全桥变换器电路中的应用。分析了电路原理和各工作

题目：移相全桥零电压开关PWM设计实现

移相全桥零电压开关PWM设计实现

摘 要

移相全桥电路具有结构简单、易于恒频控制和高频化,通过变压器的漏感和功率开关器件的寄生电容构成谐振电路,使开关器件的应力减小、开关损耗减小等优点,被广泛应用于中大功率场合。近年来随着微处理器技术的发展，各种微控制器和数字信号处理器性能价格比的不断提高，采用数字控制已经成为大中功率开关电源的发展趋势。相对于用实现的模拟控制，数字控制有许多的优点。本文的设计采用TI公司的高速数字信号处理器TMS320F28027系列的DSP作为控制器。该模块通过采样移相全桥零电压DC-DC变换器的输出电压、输入电压及输出电流，通过实时计算得出移相PWM信号，然后经过驱动电路驱动移相全桥零电压DC-DC变换器的四个开关管来达到控制目的。实验表明这种控制策略是可行的，且控制模块可以很好的实现提出的控制策略。

关键词：移相全桥；零电压；DSP

Phase-shifted Full-bridge Zero-voltage Switching PWM Design and

Implementation ABSTRACT

Phase-shifted full-bridge circuit ha

关于全桥大功率开关电源电路的详细设计资料

江南大学

硕士学位论文

全桥移相大功率开关电源的设计

姓名：石宏伟

申请学位级别：硕士

专业：控制工程

指导教师：沈锦飞

20080301

关于全桥大功率开关电源电路的详细设计资料

摘要

捅要

随着电力电子技术的快速发展，对电源设备尤其是大功率电源设备的要求越来越高。由于不可控整流器在功率设备中的广泛应用，各种谐波对电网的污染也变得十分严重，使得电能的生产、传输和利用的效率降低。为了解决这一问题，我们必须对输入电流进行校正，使其正弦化，来提高系统的功率因数。同时，直流软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度发展的关键技术。目前大功率电源的功率因数校正（ＰＦＣ）技术和ＤＣ他Ｃ软开关技术是电力电子技术方面研究的重点问题。

本论文结合开关电源发展的现状，分析和研究了开关电源在高频和大功率情况下的实现方案，并对高频大功率（２０ＫＨｚ，３ＫＷ）开关电源的主电路和控制电路进行了理论设计和参数估算。变换器分为前后两级，前级采用Ｂｏｏｓｔ型的单相有源功率校正电路，后级采用移相控制零电压（ＺｖＳ）技术的全桥变换电路。论文首先进行了前后级的方案设计，从理论上分析了有源功率因数校正技术的基本原理，并详细分析了的工作过程和介绍了这部分电路控制芯片

目 录

摘要.....................................................1

Abstract..................................................2

第一章 设计目的与要求.............................................3 1.1设计要求........................................................3 1.2设计目的........................................................3 第二章 主电路设计与元件参数选型....................................4 2.1主电路设计.....................................................4 2.2元件参数选型....................................................5

第三章 系统建模与仿真...........................

目 录

摘要.....................................................1

Abstract..................................................2

第一章 设计目的与要求.............................................3 1.1设计要求........................................................3 1.2设计目的........................................................3 第二章 主电路设计与元件参数选型....................................4 2.1主电路设计.....................................................4 2.2元件参数选型....................................................5

第三章 系统建模与仿真...........................

课程设计任务书

学生姓名： 杨 专业班级： 自动化 指导教师： 工作单位： 信息工程系 题目：三相全控桥式整流电路的设计 一．初始条件：

1．直流电动机额定参数： PN=10KW, UN=220V, IN =50A,nN=1000r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感LD =7mH，励磁电压UL=220V 励磁电流IL=1.6A. 2.进线交流电源：三相380V

3.性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。使用三相可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。 二．要求完成的主要任务：

1. 三相全控桥式主电路设计（包括整流变压器参数计算，整流元件定额的选择，平波电抗器电感量的计算等）,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。 2.触发电路设计。触发电路选型（可使用集成触发器）。 3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。 4.提供系统电路图纸不少于一张。 三．时间安排：

时 间 20周一 周二 周三

武汉理工大学能力拓展训练说明书

三相全桥不控整流电路的设计

1 三相整流的原理和参数计算

1.1 三相不控整流原理

三相桥式不控整流电路的原理图如图1-1所示。该电路中，某一对二极管导通是，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，改线电压既向电容供电，也向负载供电。当没有二极管导通时，由电容向负载供电，ud按指数规律下降。

设二极管在距线电压过零点?角处开始导通，并以二极管VD6和VD1开始同时导通的时刻为零点，则线电压为

uab?6U2sin(?t??)

在t=0时，二极管VD6和VD1开始导通，直流侧电压等于uab；下一次同时导通的一对管子是VD1和VD2，直流侧电压等于uac。着两段导通过程之间的交替有两种情况，一种是

VD1和VD2同时导通之前和VD6和VD1是关断的，交流侧向直流侧的充电电流id是断续的；另一种是VD1一直导通，交替时由VD6导通换相至VD2导通，id是连续的。介于两者之间的临界情况是，VD6和VD1同时导通的阶段与VD1和VD2同时导通的阶段在?t???????处恰好衔接起来，id恰好连续，可以确定临界条件

wRC?3 当wRC?3和wRC?3分别是电流id断续和连续的条件。

由分析可知，当空载时，输出电压平均值最