《具有电压钳位的软开关电源的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有电压钳位的软开关电源的研究（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘 要本论文对现代电源中零电压零电流全桥变换器进行了系统研究。在电力电子装置中，随着开关频率的提高，开关损耗将成比例地增加， 开关损耗成为制约提高开关频率的重要因素，也成为器件能量损耗的主要部 分，使得换流的效率降低。移相式全桥零电压零电流P WM变换器在近年来 得到了 广泛的关注。全桥变换器的超前桥臂可以利用开关管上并联电容的方 法实现零电压开关。滞后桥臂上的开关管为了实现零电流的导通与关断，因 此不再并联电容，以免开通时电容释放能量加大开通损耗，可以在原边主回 路上增加一个饱和电感和隔直电容。饱和电感和隔直电容适当配合能使变换 器滞后桥臂上的开关管实现零电流开
2、关。在上述电路的基础上，提出了一种新型的具有电压钳位的双向功率流软 开关变换器， 本文着重分析了这种变换器的工作原理。在理论分析的基础上， 从系统角度出发，本文设计了一个完整的具有电压钳位的双向功率流软开关 电源系统。对主电路、控制电路、辅助电源、钳位电路等都迸行了设计和参 数计算。 尤其是控制系统部分采用了 数字化控制。 系统控制电路采用D S P系 统完成数据测量和显示、软开关电源开关器件的驱动控制、对电源系统提供 必要的保护及对电源系统闭环时提供需要的运算。本文提出的新型的具有电压钳位的双向功率流软开关变换器，进行了 P S P I C E仿真，根据仿真结果做出的了 样机， 通过实验波形
3、的分析，此变换 器变换效率比较高，抗干扰能力强，具有良 好的电 源品质。实验结果表明， 具有电压钳位的双向功率流软开关变换器是一种很有实用价值和应用前途的 开关电源。关键词 开关电源;全桥变换器;软开关;电压钳位哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Ab s t r a c tT h i s p a p e r s t u d i e s z e r o v o l t a g e z e r o c u r r e n t f u l l - b r i d g e c o n v e rt e r w h i c h i s o n e k i n d o f p r e s e n t p o
4、w e r s u p p ly b y t h e n u m b e r s .I n p o w e r e l e c t r o n i c s e q u i p m e n t , s w i t c h i n g lo s s w i l l i n c r e a s e i n i n v e r s e p r o p o rt io n i f s w it c h i n g f r e q u e n c y i s e n h a n c e d . S w it c h i n g l o s s i s t h e i m p o rt a n t f a
5、c t o r f o r r e s t r i c t s w i t c h i n g f r e q u e n c y e n h a n c i n g a n d b e c o m e s t h e m a i n c o m p o n e n t o f d e v i c e s e n e r g y l o s s . A s t h e r e s u lt , it r e d u c e s e f f i c i e n c y o f c o mmu t a t i o n . P h a s e s h i ft c o n t r o l l e d
6、 Z VZ CS P WM c o n v e rt e r h a s c a u s e d b r o a d n o t i c e i n r e c e n t y e a r s . T h e l e a d i n g a r m o f f u l l - b r i d g e c o n v e rt e r c a n r e a l i z e z e r o v o lt a g e s w i t c h i n g b y u s i n g p a r a l l e l c a p a c it o r . I n o r d e r t o r e a
7、l i z e z e r o c u r r e n t s w it c h i n g , t h e s w it c h e s o f l a g g i n g a r m c a n t b e p a r a l l e l e d w it h c a p a c i t o r . I f a s a t u r a t e d i n d u c t a n c e a n d a b l o c k i n g c a p a c i t o r a r e a d d e d t o p o w e r c i r c u i t , it w i l l a v
8、o i d i n c r e a s i n g s w i t c h i n g - o n l o s s c a u s e d b y c a p a c i t o r w h e n r e l e a s i n g e n e r g y . A n d t h e s w i t c h e s o f l a g g i n g a r m w i l l r e a l i z e z e r o c u r r e n t s w i t c h i n g i f t h e s a t u r a t e d i n d u c t a n c e a n d
9、t h e b l o c k in g c a p a c it o r a r e c o o p e r a t e d p r o p e r l y .O n t h e b a s i s o f a b o v e c i r c u i t , a n e w - t y p e b i - d i r e c t i o n a l e n e r g y fl o w s o ft - s w it c h i n g c o n v e rt e r w i t h v o l t a g e c l a m p i n g i s p r e s e n t e d h
10、 e r e . T h i s p a p e r p l a c e s t h e e m p h a s e s o n a n a l y z i n g t h e o p e r a t i n g p r i n c i p l e o f t h i s c o n v e rt e r . F r o m t h e o r e t i c a l a n a l y s i s a n d t h e a n g l e o f s y s t e m , a n i n t e g r a t e d b i - d i r e c t i o n a l e n e
11、r g y fl o w s o ft - s w i t c h i n g p o w e r s u p p l y s y s t e m w it h v o lt a g e c l a m p i n g i s i n t r o d u c e d . I n t h i s p a p e r , d e t a i l e d d e s i g n a n d p a r a m e t e r c a l c u l a t i o n o f p o w e r c i r c u i t , c o n t r o l c i r c u i t , a u x
12、i l i a r y s u p p l y a n d c l a m p c i r c u it a r e g iv e n . E s p e c i a l l y , d i g i t a l c o n t r o l i s u s e d i n t h e c o n t r o l o f t h e s y s t e m . T h e c o n t r o l s y s t e m c i r c u it r e a l i z e s m e a s u r e a n d d i s p l a y o f t h e d a t a , d r i
13、 v i n g c o n t r o l f o r s o ft - s w i t c h i n g s o u r c e s w it c h i n g d e v i c e s , t h e n e c e s s a r y s a f e c i r c u it f o r s u p p l y s y s t e m a n d t h e n e e d e d c a l c u l a t i o n f o r c l o s e d l o o p o f s u p p ly s y s t e m .T h e p r e s e n t e d
14、n e w - t y p e b i - d i r e c t i o n a l e n e r g y fl o w s o ft - s w it c h i n g p o w e r s u p p l y s y s t e m w i t h v o l t a g e c l a m p i n g h a s b e e n s i m u l a t e d b y P S P I C E . T h e s a m p l e h a s b e e n m a d e a c c o r d i n g t o s i m u l a t i o n r e s u
15、 l t . F r o m t h e a n a l y s i s o f1 1哈尔滨工业大学工学硕士学位论文e x p e r i m e n t a t i o n w a v e s , i t i s o b v i o u s t h a t t h e c o n v e rt e r h a s t h e c h a r a c t e r s s u c h a s h i g h e f f i c i e n c y , b e tt e r a n t i 一 a m m i n g a b i l i t y a n d f a v o r a b l e p
16、o w e r q u a l i t y . T h e e x p e r i m e n t a t i o n r e s u lt m a k e s c l e a r t h a t t h e b i - d i r e c t i o n a l e n e r g y fl o w s o ft - s w i t c h i n g p o w e r s u p p l y s y s t e m w i t h v o l t a g e c l a m p i n g i s a k i n d o f s u p p l y w i t h a p p l i e d v a l u e a n d p r o m i s i n g a p p l i c a t i o n .K e y w o r d s s w it c h i n g s u p p ly ; f u ll b r i d g e c o n v e rt e r ; s o ft s w it c h in g ; v o lt a g
