半桥式DC-DC变换器设计

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半桥串联谐振DC

半桥串联谐振DC

半桥串联谐振DC
半桥串联谐振结构的DC-DC变换器目前被广泛的应用在汽车、工业和电网系统中,这种变换器具有开关损耗小、拓扑结构相对简单等优势,是一种相对而言比较基础的变换器类型。

本文将会就半桥串联谐振结构的DC-DC 转换器拓扑结构和工作性能进行简要分析,一起来看看吧。

 下图中展示的是半桥串联谐振DC-DC变换器的基本拓扑结构。

可以从图中看出,它是由两个功率的MOS管Q1、Q2组成开关网络,谐振电容Cr和谐振电感Lr串联组成谐振网络。

由于谐振网络与负载相串联,所以从结构上看,谐振网络和负载构成一个分压器。

 图为半桥串联谐振(SRC)变换器拓扑
 在工作中,半桥串联谐振的DC-DC转换器通过改变开关管的开关频率进行转换,谐振网络的输入电压频率也将同步发生改变,谐振网络的阻抗也将发生改变,并进一步影响负载端的电压发生相应的变化。

由于这种分压作用,串联谐振变换器的直流电压增益≤1,当电路的开关频率工作在谐振频率Lr和Cr谐振点时,谐振网络的阻抗达到最小,输入的电压绝大部分传递到负载端,此时变换器的直流电压增益最大为1。

 作为一种相对而言比较基础的、应用也非常广泛的转换器,串联谐振型的DC-DC转换器在工作中的优点是电路拓扑结构比较简单,它的关断损耗和开关损耗比较小,且没有输出滤波电感,因此复变整流二极管上的电压应力也比较小。

除此之外,该类型的变换器电路循环电流比较低,能量循环也相对较低一些。

 但串联谐振变换器在作为电源来使用时也有一些自身的缺点。

一个比较大。

半桥式DCDC变换器设计(终审稿)

半桥式DCDC变换器设计(终审稿)

半桥式D C D C变换器设计公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]半桥式DC-DC变换器设计【摘要】近年来,随着电力电子器件、控制理论的发展和人们对电源性能要求的提高,电力电子技术引起了学者们的广泛关注。

目前一些发达国家正逐渐把电力变换技术广泛应用于民用工业领域,我国在这一领域的研究起步较晚,但随着国民经济的发展,适合于不同要求的各种变换器越来越引起科研人员的关注。

本文通过对Buck变换器的电路结构和工作原理进行分析,设计出一种半桥式DC-DC变换器,并采用闭环控制方法,将恒定的400V直流输入变为稳定5V 的直流输出,保证了系统的供电性能。

最后利用Matlab工具对所设计的电路进行仿真,仿真结果验证了所设计系统的有效性。

半桥式DC-DC变换器由于电路结构简单,功率器件少且功率管上受到的电压应力小,在中小功率场合得到了较为广泛的应用。

本文为进一步研究和开发相关产品提供借鉴。

【关键词】Buck 半桥 DC-DC MATLAB【ABSTRACT】In recent years, with the development of power electronic devices,control theory and the increasing demand of high-quality power supply, power electronics technology has aroused widely attention from scholars. Power electronics technology is used gradually in civilian industrial areas in some developed countries. With the national economic development, the variousconverters for different requirements are developed and the related technology is studied by scientist and scholar.In this paper, the Buck circuit structure and working principleare analyzed and a half-bridge DC-DC converter is designed. The designed converter uses closed loop control scheme and realized the function that the power form is converted from 400 V DC voltage to5 V DC voltage. The output voltage is stable and the performance ofthe designed converter is ensured. Simulation study was carried outand effectiveness of the designed converter is verified bysimulation results.【Key words】Buck half-bridge DC-DC MATLAB目录1 绪论 (1)研究背景 (1)变换器简介 (2)本文研究的内容 (3)2半桥式DC-DC变换器的工作原理 (4)半桥式DC-DC变换器的基本电路图及工作原理 (4)B UCK变换器 (6)线路组成 (6)工作原理 (7)带变压隔离器的DC-DC变换器拓扑 (9)3半桥式DC-DC变换器的系统设计 (15)电路参数的计算与选取 (15)闭环的控制方法与实现 (23)PWM的调制方法 (23)PID控制器 (24)PID控制器的参数整定 (26)闭环控制方法与实现 (26)4 MATLAB/SIMULINK仿真 (28)MATLAB/SIMULINK (28)半桥DC-DC变换器系统仿真模型的建立 (29)开关管控制脉冲仿真模块的建立 (31)实际系统仿真模块的搭建 (37)结束语 (41)参考文献 (42)致谢 (43)1 绪论研究背景随着科技的发展,在人们的日常生活中,电力已成为与生产生活息息相关的一部分,在各个场合,人们都需要各式各样的电力来为其服务,然而并不是所有的电力都能在一开始就能满足需要,于是就要求有电力变换的过程。

半桥推挽电路dcdc设计

半桥推挽电路dcdc设计

半桥推挽电路dcdc设计
半桥推挽电路是一种常见的直流-直流(DC-DC)转换器拓扑结构,常用于功率放大器、电机驱动器和直流电源等领域。

设计半桥
推挽电路需要考虑多个方面,包括电路拓扑、元件选择、控制策略等。

首先,在设计半桥推挽电路时,需要选择合适的功率MOSFET或IGBT作为开关管,这些器件需要能够承受所需的电压和电流。

此外,还需要考虑开关管的开关速度和损耗,以确保电路的效率和稳定性。

其次,对于半桥推挽电路的控制策略,可以采用PWM(脉冲宽
度调制)控制方式,通过控制开关管的导通和关断时间来调节输出
电压。

此外,还可以考虑加入过流保护、过压保护和温度保护等功能,以提高电路的可靠性和安全性。

另外,对于半桥推挽电路的输出滤波和稳压,可以考虑使用电
感和电容构成的滤波器,以减小输出波纹并提高输出稳定性。

同时,还需要考虑输出电压和电流的检测与反馈控制,以实现精确的输出
调节和稳定性。

最后,在设计过程中还需要考虑电路的散热设计、PCB布局、输入输出端的电磁兼容等问题,以确保整个电路的性能和可靠性。

总的来说,设计半桥推挽电路需要综合考虑电路拓扑、元件选择、控制策略、滤波稳压、保护功能以及电磁兼容等多个方面,从而设计出性能稳定、效率高、可靠性好的电路。

希望以上回答能够满足你的要求。

具有中间变换环节的DC-DC变换器设计与仿真课程设计任务书

具有中间变换环节的DC-DC变换器设计与仿真课程设计任务书

具有中间变换环节的DC-DC变换器设计与仿真课程设计任务书具有中间变换环节DC-DC变换器设计与仿真1 设计任务及要求1.1 设计任务设计出一种半桥式DC-DC变换器,并采用闭环控制方法,将400V高压直流输入变为稳定5V的直流输出,保证了系统的供电性能,并利用Matlab软件的simlink工具对所设计的电路进行仿真。

1.2 设计要求所设计的电路能将400V高压直流输入变为稳定5V的直流输出,并且电路要具有中间变换环节,即要采用PWM控制,通过桥式电路逆变,然后经过变压器整流输出,得到理想的输出电压。

同时,电路还应保证输出电压在扰动干扰下波动小并回到设定值,输出电压的稳态误差在1%以内,且输出响应快速性较好。

2 主电路工作原理2.1 主电路基本结构图系统框图如图1所示,主电路由输入滤波电路、桥式高频逆变电路、高频降压变压器、输出整流及输出滤波电路组成。

控制电路包括辅助电源、驱动电路、PWM控制电路、反馈电路、启动及保护电路和故障显示报警电路6部分。

图1 主电路系统框图主电路基本结构图如图2所示,高频开关器件T由一对相位互差180°的脉冲控制,交替的通断,产生的方波电压经高频降压变压器及副边二极管整流,滤波后得到所需的直流电压。

开关器件采用IGBT,高频降压变压器的铁心采用非晶态合金材料,其高频高导磁性、低损耗性及低激磁功率特性远优于铁氧体铁芯。

图2 主电路基本结构图2.2 主电路原理说明半桥式DC-DC变换器是由Buck基本变换器串入半桥式变压隔离器派生而来的。

因为减小了原边开关管的电压应力,且电路结构简单,在中小功率上得到广泛应用,所以半桥式变换器是离线开关电源较好的拓扑结构。

下边就对半桥DC-DC变换器的工作原理进行分析。

电容器C1、C2与开关晶体管Tr1、Tr2组成桥,桥的对角线接变压器T原边绕组,故称半桥式变换器。

如果C1 C2,某一开关晶体管导通时,绕组上电压只有电源电压的一半。

【必看!】半桥LLC谐振DC-DC变换器工作原理详解

【必看!】半桥LLC谐振DC-DC变换器工作原理详解

【必看!】半桥LLC谐振DC-DC变换器⼯作原理详解2019作为⼀种被⼴泛应⽤在汽车交通、⼯业控制等领域的重要元件,⽬前DC-DC变换器已经发展出了多种不同的种类,其中,LLC谐振DC-DC变换器的应⽤范围⼗分⼴泛。

本⽂将会就该种类型的DC-DC变换器⼯作原理进⾏详细介绍,希望能够对各位新⼈⼯程技术⼈员的设计⼯作提供⼀些帮助。

在实际的应⽤过程中,相信很多⼯程师对于半桥LLC谐振DC-DC变换器都不会陌⽣。

这种变换器除了具有应⽤范围⾮常⼴泛之外,还具有输出功率⾼、转换效率⾼等显著特点,其主电路结构如下图图1所⽰。

LLC谐振变换器⼀般包括三部分:⽅波产⽣电路、谐振⽹络和输出电路。

图1 半桥LLC谐振变换器的主电路结构通常情况下,在变换器的设计和应⽤过程中,⽅波产⽣电路可以是半桥或全桥结构,这主要是根据功率需求来进⾏选择。

通过⾼低端开关管的交替导通,将直流输⼊转换为⽅波。

当然,为防⽌它们同时导通,LLC谐振控制器普遍会在⾼低端开关管的驱动信号之间插⼊固定或可调的死区时间。

LLC谐振DC-DC变换器的谐振⽹络由三个谐振原件构成,分别为谐振电容Cs,谐振电感Ls和激磁电感Lm。

从图1所给出的半桥LLC谐振DC-DC变换器的主电路结构图中可以看出,该电路系统由以下元件构成:两个功率MOSFETQ1、Q2,Q1和Q2的占空⽐都是0.5,采⽤固定死区的互补调频控制⽅式来进⾏控制。

图1还中分别给出了Q1和Q2的半导体⼆极管和寄⽣电容、谐振电容Cs、理想变压器、并联谐振电感Lm、串联谐振电感Ls、全桥整流⼆极管(D1、D2、D3、D4)、输出电容C0和负载R0。

在图1所⽰的半桥谐振变换器主电路系统中,当⽅波馈⼊谐振⽹络后,电流波形和电压波形将产⽣相位差。

开关损耗为流过开关管的电流与其源漏极两端的电压乘积。

此时,由于Q1、Q2在电流流过半导体⼆极管时开启,开启电压很低,所以损耗很⼩。

LLC谐振变换器电路有两个谐振频率,⼀个是谐振电感Ls和谐振电容Cs的谐振频率,⼀个是Lm加上Ls与Cs的谐振频率,即:在上⽂所提供的两个公式中,所求得的参数fr1为Cs与Ls的谐振频率,参数fr2为Cs、Ls和Lm 的谐振频率,很显然,参数fr1>fr2。

一种厚膜化半桥DC_DC的设计

一种厚膜化半桥DC_DC的设计

一种厚膜化半桥DC/DC的设计发布时间:2022-10-28T02:47:54.373Z 来源:《科技新时代》2022年第11期6月作者:陈宏亮马文涛[导读] 高可靠DC/DC变换器所采用的国产电子元器件经过最近十多年的高速发展,在设计、制造等方面取得了很大进步陈宏亮马文涛天水七四九电子有公司1概述高可靠DC/DC变换器所采用的国产电子元器件经过最近十多年的高速发展,在设计、制造等方面取得了很大进步。

在武器装备中,核心电子元器件国产化比例不高,仍然大量采用了进口电子元器件,严重影响了武器装备的自主可控的保障能力。

近几年来随着国产化电子半导体的不断发展,DC/DC变换器所采用国产的电路、功率管磁芯的技术日益成熟,完全可以满足产品设计需求和可靠性。

国产化DC/DC变换器是武器装备国产化的重要器件,尤其是高可靠的国产化厚膜DC/DC变换器。

本文主要通过对半桥电路结构和工作原理的分析,设计一种国产化的厚膜半桥DC/DC变换器的设计。

2 厚膜DC/DC线路拓扑的选择目前国内外厚膜电源的线路拓扑:国内外一般采用单端反(正)激式、双端反(正)激式、有源钳位反(正)激式、推挽式、半桥式,通过电参数,对各种拓扑的优缺点进行的对比,以及国产化各种脉宽调制器和功率器件的选型,最终选用半桥电路对本产品进行设计。

2.1半桥DC/DC变换器的电路本设计中的DC/DC变换器采用拓扑为半桥式结构,半桥变换器对变压器的利用率高,不需要辅助复位电路,功率传输能力强,电路平衡对称,比较适合输入电压36V~72V的厚膜DC/DC变换器的设计。

如图3-1所示,工作原理:稳态条件下,在C1=C2,Q1导通时, C1上的Vin加在原边线圈上,流过负载电流Io折算至原边电流加上磁化电流。

经占空比所定时间后,Q1关断,此时,由于原边绕组和漏电感的作用,电流继续流入原边绕组黑点(同名端)。

但B接点摆动到负电位(A为0电位)。

如果原边绕组漏电感储存的能量足够大时,二极管D2将导通,钳位电压进一步变负。

一种新型半桥谐振DC_DC变换器的设计与实现

一种新型半桥谐振DC_DC变换器的设计与实现

·产品与市场·图1半桥型电压箝位ZCS 谐振DC-DC 变换器电路Fig.1DC-DC convertor circuit ofhalf bridge ZCS resonance withvoltage clamp U C1C1D21iD21i L21L21L22i L22Lo1Lo2U 0D11L12U SW1SW1i D11i SW1COECOi Pi D12L11U SW2i SW2C2SW2D22D12U C1i SC3Ro1i 0U outT 收稿日期:2008-07-08作者简介:李定珍(1972-),女,河南南阳人,副教授,硕士研究生。

主要从事电力电子、电气自动化控制的教学和仪器的研发工作;郭海针(1973-),女,河南新乡人,讲师,硕士研究生。

研究方向:电力电子技术与自动化控制。

一种新型半桥谐振DC-DC 变换器的设计与实现李定珍1,郭海针2(1.南阳理工学院,河南南阳473004;2.河南机电高等专科学校,河南新乡453000)0引言PWM 型DC-DC 变换器的应用随着电力电子技术的快速发展日益广泛。

目前高性能、高效率、小型化和轻量化越来越是各类PWM 型DC-DC 变换器追求的目标。

而软开关技术是电力电子装置,特别是直流变换装置向高频化、高功率密度化方向发展的关键技术。

半桥变换器因所用开关器件少,开关管电压应力不高。

驱动简单,抗电路不平衡能力强,已在中小型逆变器中得到广泛应用。

半桥零电流转换谐振技术相对于其它零电流技术,具有很大的优越性。

因此本文介绍了一种由串联谐振逆变器电路构成的零电流软件开关变换器。

本文将一种新型高速功率半导体器件B-SIT 应用到半桥谐振DC-DC 变换器电路中,成功实现了电压箝位半桥零电流谐振DC-DC 变换器的功能。

对B-SIT 和ZCS 谐振变换器电路的推广应用有一定的实用价值。

1双极型静电感应晶体管双极型静电感应晶体管(B-SIT )是将SIT 和双极性器件BJT 的作用综合在一起,取各自优点而形成的一种新型快速功率半导体器件。

数字控制双向半桥DC-DC变换器的设计

数字控制双向半桥DC-DC变换器的设计
由于生产技术的不断发展,电力电子技术也随之迅速发展,使得双向DC-DC变换器的应用日益广泛。尤其是软开关技术的出现,使双向DC-DC变换器不断朝着高效化、小型化、高频化和高性能化的方向发展,开关技术的应用可以降低双向DC-DC变换器的开关损耗,提高变换器的工作效率,为变换器的高频化提供可能性,从而减小变换器的体积,提高变换器的动态性能。双向DC-DC变换器在直流不停电电源系统、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等场合都得到了广泛的应用。
1
1.1
随着科技和生产的发展,双向DC-DC变换器的需求逐渐增多。人们对它的研究越来越感兴趣。本章简单介绍了双向DC-DC变换器的原理和用途。针对双向DC-DC变换器的研究现状,阐明了开展双向DC-DC变换器研究的目的和意义。
1.2 双向
双向DC-DC变换器可广泛的应用于直流不停电电源系统、航天电源系统、混合电动汽车中的辅助动力供应系统、直流电机驱动系统及其它应用场合[1-3]。在这些需要能量双向流动的场合,两侧都是直流电压源或直流有源负载,它们的电压极性保持不变,希望能量双向流动,也就是电流的双向流动。这就需要双向DC-DC变换器。其结构如图1-1(a)所示,在两个直流电压源之间有一个双向DC-DC变换器,用于控制其间的能量传输[4]。I1和I2分别是V1和V2的平均输入电流。双向DC-DC变换器可以根据实际需要来控制能量的流动方向,即可以使能量从V1传输到V2(此时I1为负,而I2为正),也可以使能量从V2传输到V1(此时I1为正,而I2为负)。用通常的单向DC-DC变换器也可以实现能量的双向流动,但是这时就需要将两个单向DC-DC变换器反并联,因为通常的单向DC-DC变换器中主功率传输通路上一般都有二极管这个环节,因此能量经由变换器流动的方向只能是单向的。其结构图如图 1-1(b)所示,单向DC-DC变换器①被用来控制处理从V1到V2的能量流动,当需要能量反向流动时就使用单向DC-DC变换器②。与采用两个单向DC-DC变换器反并联来达到能量双向传输的方案相比,双向DC-DC变换器应用同一个变换器来控制能量的双向传输,使用的总体器件数目少,且可以更加快速地进行两个方向功率变换的切换。再者,在低压大电流场合,一般双向DC-DC变换器更有可能在现成的电路上使用同步整流器工作方式,有利于降低通态损耗。总之,双向DC-DC变换器具有效率高、体积小、动态性能好和成本低等优势。
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半桥式DC-DC变换器设计【摘要】近年来,随着电力电子器件、控制理论的发展和人们对电源性能要求的提高,电力电子技术引起了学者们的广泛关注。

目前一些发达国家正逐渐把电力变换技术广泛应用于民用工业领域,我国在这一领域的研究起步较晚,但随着国民经济的发展,适合于不同要求的各种变换器越来越引起科研人员的关注。

本文通过对Buck变换器的电路结构和工作原理进行分析,设计出一种半桥式DC-DC变换器,并采用闭环控制方法,将恒定的400V直流输入变为稳定5V的直流输出,保证了系统的供电性能。

最后利用Matlab工具对所设计的电路进行仿真,仿真结果验证了所设计系统的有效性。

半桥式DC-DC变换器由于电路结构简单,功率器件少且功率管上受到的电压应力小,在中小功率场合得到了较为广泛的应用。

本文为进一步研究和开发相关产品提供借鉴。

【关键词】Buck 半桥DC-DC MATLAB【ABSTRACT】In recent years, with the development of power electronic devices,control theory and the increasing demand of high-quality power supply, power electronics technology has aroused widely attention from scholars. Power electronics technology is used gradually in civilian industrial areas in some developed countries. With the national economic development, the various converters for different requirements are developed and the related technology is studied by scientist and scholar.In this paper, the Buck circuit structure and working principle are analyzed and ahalf-bridge DC-DC converter is designed. The designed converter uses closed loop control scheme and realized the function that the power form is converted from 400V DC voltage to 5 V DC voltage. The output voltage is stable and the performance ofthe designed converter is ensured. Simulation study was carried out and effectivenessof the designed converter is verified by simulation results.【Key words】Buck half-bridge DC-DC MATLAB目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2变换器简介 (2)1.3本文研究的内容 (4)2半桥式DC-DC变换器的工作原理 (4)2.1半桥式DC-DC变换器的基本电路图及工作原理 (4)2.2B UCK变换器 (6)2.2.1线路组成 (6)2.2.2工作原理 (7)2.3带变压隔离器的DC-DC变换器拓扑 (10)3半桥式DC-DC变换器的系统设计 (15)3.1电路参数的计算与选取 (15)3.2闭环的控制方法与实现 (24)3.2.1PWM的调制方法 (24)3.2.2PID控制器 (25)3.2.3PID控制器的参数整定 (27)3.2.4闭环控制方法与实现 (28)4 MATLAB/SIMULINK仿真 (29)4.1MATLAB/SIMULINK (29)4.2半桥DC-DC变换器系统仿真模型的建立 (30)4.3.1开关管控制脉冲仿真模块的建立 (32)4.3.2实际系统仿真模块的搭建 (39)结束语 (43)参考文献 (44)致 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

1 绪论1.1 研究背景随着科技的发展,在人们的日常生活中,电力已成为与生产生活息息相关的一部分,在各个场合,人们都需要各式各样的电力来为其服务,然而并不是所有的电力都能在一开始就能满足需要,于是就要求有电力变换的过程。

直流-直流变换器(DC-DC)作为一种应用广泛变换器广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济的各行各业。

按额定功率的大小来划分,DC-DC可分为750W以上、750W~1W和1W以下3大类。

进入20世纪90年代,DC-DC变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高,其中6W~25W DC-DC变换器的增长率最高,这是因为它们大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。

由于微处理器的高速化,DC-DC变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势,所以251W~750W的DC-DC变换器的增长率也是较快的,这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备,DC-DC变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。

DC-DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。

用直流斩波器代替变阻器可节约20%~30%的电能。

直流斩波器不仅能起到调压的作用(开关电源),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

DC/DC变换器现已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz 左右,功率密度为0.31W/cm3~1.22W/cm3。

随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构。

目前,已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。

电子产业的迅速发展极大地推动了开关电源的发展。

高频小型化的开关电源及其技术已成为现代电子设备供电系统的主流。

在电子设备领域中,通常将整流器称为一次电源,而将DC/DC变换器称为二次电源。

一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标值为48V的直流电源。

目前,在电子设备中用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT实现高频工作,开关频率一般控制在50kHz~100kHz范围内,实现高效率和小型化。

因为电子设备中所用的集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在电子供电系统中,采用高功率密度的高频DC/DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,可以大大减小损耗、方便维护,且安装和增容非常方便。

一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。

因为电子设备容量的不断增加,其电源容量也将不断增加。

1.2 变换器简介无论时那一种DC/DC变换器,主回路使用的元件只是电子开关、电感、电容。

电子开关只是迅速地开通,快速地关断这两种状态,并且快速地进行转换。

只有力求快捷,使开关快速的渡过线性放大区,状态转换引起的损耗才小。

目前使用的电子开关多是双极型晶体管,功率场效应管,逐渐普及的有IGBT管,还有各种特性较好的大功率开关元件,例如SITH(静电感应晶闸管)和MCT(场控制晶体闸流管)。

变换器有以下几类分类方式:(1)正激变换器在Buck电路的开关管与续流二极管之间加入变压隔离器便得到一个单端正激变换器。

由于在开关管关断时,电压有尖刺,输出电压有纹波,故多在小功率场合得到应用。

(2)反激变换器是由Buck-Boost推演并加变压隔离器后得到的。

它的电路简单,能够高效提供直流输出,因此在要求有多组直流输出电压时特别常用,它的缺点是关断时电压有尖刺,输出纹波电压过大,通常输出功率在250W以下,电压和负载调整率要求在5%-8%左右。

(3)推挽变换器带中心抽头变压器原边两组线圈轮流工作的线路一般称为V,而且主变压器原边利用推挽线路。

由于功率开关管电压应力两倍与电源电压s率也不如全桥、半桥那样高,输出电压随输入电压和负载变化而变化。

但是在低输入电压(如48V)时,推挽电路比半桥或全桥优越。

因为任何时候最多只有一个开关元件工作,对于输出相同功率,开关损耗比较小。

所以推挽在低压输入的大功率变换器(1000W)得到广泛应用。

(4)半桥式变换器由两个电容器和两个开关管组成两个桥,桥的对角线接变压器的原边绕组,故称半桥变换器。

半桥式变换器减小了原边开关管的电压应力,结构简单,功率器件少,所以在中小功率场合得到广泛应用。

(5)全桥式变压器主变压器只需要一个原边绕组,通过正、反向的电压得到正、反向磁通,副边有一个中心抽头绕组采用全波整流输出。

因此变压器铁心和绕组的最佳利用,使效率、功率密度得到提高。

功率开关在非常安全的情况下V,四个能量回复(再运作。

在一般情况下,最大的反向电压不会超过电源电压s生)二极管能消除一波分由漏感产生的瞬间电压。

这样无需设置能量恢复绕组,反激能量便得到回复利用。

但是,它需要较多的功率原件,成本提高,电路略显复杂,在导通的回路上,至少有两个管压降,因此功率消耗变大,适用于高压离线开关电源系统。

本文设计电路将400V恒定直流输入变为5V稳定直流输出,输出功率较低,所以我们采用半桥式变压器。

1.3 本文研究的内容本文研究的内容主要包括:(1) 研究半桥式DC-DC电力变换电路的工作原理。

(2) 研究PWM调制方法的机理和半桥式DC-DC变换电路的控制方法。

(3) 设计从400V 到5V的半桥式DC-DC变换器。

(4) 采用MATLAB工具对所设计系统进行仿真研究。

2半桥式DC-DC变换器的工作原理2.1半桥式DC-DC变换器的基本电路图及工作原理半桥式DC-DC变换器是由Buck基本变换器串入半桥式变压隔离器派生而来的。

因为减小了原边开关管的电压应力,且电路结构简单,在中小功率上得到广泛应用,所以半桥式变换器是离线开关电源较好的拓扑结构。

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