基于PWM-PD控制多路输出ZVS DC/DC变换器的研究

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在众多诸如通信或计算机系统中,负载通常需要多个等级的电压对其供电,并且希望各个电压均具有很好的电气性能,多路输出开关电源技术应运而生。对工作在某些特殊场合的多路输出电源,如何保证其各路输出电压不受输入及负载变化等影响且具有好的交叉调整率是一个值得关注的问题。本论文通过对比研究目前常用的一些多路输出技术,选取其中一种——脉宽调制-脉冲延迟(PWM-PD)控制技术进行了详细分析。提出了一种基于PWM-PD控制技术的多路输出ZVS DC-DC变换器。主电路选用两个非对称半桥拓扑并联,具有三路输出电压,三路输出均通过功率主开关管进行控制。利用脉宽之间的延迟大小作为一个独立控制变量使各路输出电压均得到精确调节。利用桥式拓扑自身的柔性切换,无需额外增加器件就能较好的实现主功率管的软开关。通过对拓扑的拓展,理论上可以获得任意多个不同大小输出电压。   本文首先介绍了开关电源的多路输出技术发展现状,重点介绍了PWM-PD控制技术的基本原理、分类和实现,在此基础上具体提出本论文中研究的多路输出ZVS DC-DC变换器拓扑结构,分析其工作原理和存在的一些问题,对其进行主电路参数设计以及主要元器件的选择。然后,对电路拓扑进行小信号建模,根据系统开环传递函数的bode图进行补偿环路设计,接着给出了控制电路的具体实现方案。利用SIMetrix仿真软件对主电路及控制电路进行仿真。最后,制作实验样机,对样机的试验波形进行分析,总结了本次课题的工作内容,并提出了进一步研究的设想。
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