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随着电力电子技术的发展,直流开关电源装置在航空航天、通信电源、新能源等各个领域应用越来越广泛,其效率、功率密度、耐高温等工作能力指标也越来越高。软开关技术,可以使开关电源的开关管在零电压(Zero Voltage Switch,ZVS)或零电流(Zero Current Switch,ZCS)状态下开通关断,从而显著减小开关过程中的损耗和电磁干扰,提高装置的效率,随之减小系统散热装置,提高系统功率密度。与此同时,软开关的使用,也有助于开关频率的进一步提高,从而减小开关电源中磁性元器件的体积,提高开关电源的功率密度。然而,DC/DC软开关直流电源拓扑结构种类多、控制策略多、参数设计简单但实际调试困难、开关过程中容易因线路杂散电感引起高di/dt损坏开关管。因此,如何根据直流电源的电气参数,选择合适的主电路拓扑,如何根据控制要求选择控制电路及控制策略、如何在电路中引入合适的缓冲电路以保护开关管,对系统的效率和可靠性有着很大的影响。本文旨在研制高效率、高稳定性的高电压输入、低电压大电流输出的中等功率某型直升机启动DC/DC直流电源。本文选用隔离型电路结构,分析对比隔离变压器原边拓扑结构,根据系统高电压输入特性,选取全桥ZVS软开关拓扑,针对变压器副边的拓扑结构,详细分析对比了全波及倍流整流拓扑并选用了全波拓扑,分析对比了整流二极管和同步整流管的功率损耗和电路结构难易程度,选用二极管做为副边整流管。本文详细分析了移相全桥ZVS拓扑结构的工作原理,对该结构下的副边占空比丢失、原边输入端寄生电感与开关管结电容在关断过程中的电压尖峰、副边整流管结电容与原边漏感或谐振电感的谐振产生的电压震荡和电压尖峰问题,做了详细分析,采用原边限幅箝位缓冲、副边RC缓冲的缓冲电路来抑制电压尖峰和电压震荡,结构简单,成本低廉。根据系统参数对选定拓扑结构进行了主电路参数计算。基于Buck变换器小信号模型,深入分析移相全桥ZVS变换器的s域模型并推导传递函数,利用Bode图分析系统的频域特性,并引入单电压闭环PI控制器对系统频域特性进行校正。在PSIM搭建主电路和控制电路仿真模型,对设计方案进行初步验证。搭建样机,并采用基于DSP TMS320F28377的数字控制电路,完成系统方案的实验验证。根据实验证明,该电源实现了高压输入,低压大电流输出的全桥ZVS,输出电压动态和稳态性能良好,电压尖峰和震荡得到了有效抑制。