移相全桥ZVZCS同步整流变换器的研究

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随着近年来化石燃料消耗的不断增加,全球变暖、能源危机对人类影响日益突出。寻找能替代传统能源行业的新能源以及提高能源效率的技术被广泛研。DC/DC软开关变换器作为其关键核心部分,对其发展现状和发展趋势进行了介绍,并概括了本论文的主要内容。本文首先通过对几种传统的零电压零电流软开关(ZVZCS) DC/DC变换器的分析研究,提出了一种新型的移相全桥零电压零电流软开关(FB-ZVZCS)变换器。本变换器为传统的移向全桥(PSFB)变换器加一辅助的半桥(HB)变换器。在PSFB变换其环流期间,HB电路使得原边电流复位,因此实现了超前桥臂零电压(ZVS)和滞后桥臂零电流(ZCS),同时辅助电路也实现了ZVZCS。进一步为了满足在低压大电流情况下,副边二极管整流被替换成同步整流电路,以提高变换器效率。其次,根据变换器设计要求,以及主电路理论分析,从而对电路中各个单元模块器件进行了参数计算,并选择了合适的型号。同时对峰值电流模式的双闭环反馈电路,输出过压过流保护电路、驱动电路以及辅助电源进行了分析和硬件搭建。随后,用Saber仿真软件进行了仿真分析,验证开关管软开关的实现。最后,为验证本变换器的正确性和工作原理,以UCC3895为控制核心制作了一台1.5kW的实验样机,进行试验测试。结果表明,该变换器具有良好的性能,实现了变换器超前桥臂ZVS、滞后桥臂ZCS和同步整流管ZVS及辅助电路软开关,提高了效率。
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