ZVZCS全桥变换器模型分析及控制系统设计
路 拓扑之一 ， 中 、 在 大功率应用场合更是首选 拓扑 ， 很多应用 而在 场合对其性能都有较高 的要求 ， 包括效率 、 干扰 、 电磁 功率密度 和 可靠性 等。提高开关频率无疑是提高性能最 为直接 有效 的手段。
但 开关频率增大意味着 开关损 耗 的增 大 ， 为解决 这一矛 盾 ， 软开
变流技 术
《 气自 化 ２１年第３卷第３ 电 动 ） １ ３ ０ 期
Ｚ Ｚ Ｓ全桥 变 换 器 模 型 分 析 及 控 制 系统 设 计 Ｖ Ｃ
张宁 云 程善 美
（ 华中科技大学 控 制科学与工程系 ， 湖北
武汉
４ ０７ ３ ０４）
摘
要：介绍 了滞后桥臂串联二极管的全桥零 电压零 电流变换器 的结 构 ， 分析 了其 工作原理 ， 并利用小 信号模 型分 析方法建 立 了数学 模型 ， 在此模 型基础上提 出了该全桥零 电压零 电流变换器的电压 电流双环 控制策略 ， 最后 给出 了在 ＭＡ Ｌ Ｂ Ｉ ＬＮ Ｔ Ａ ／ＳＭＵ Ｉ Ｋ仿 真 环境下应用该控制方案的仿 真结果 。
ｔ ａ ｅ ａｃ ｏｅｏ ｔ ｎｅｅ ｂｓ ｎｔ ａ ￣ ｎ ｎ ｙｉｍ ｔ ｄ ａ ａ ｏ ｎ ｏｕｅ ｉｐｐｒ ａ ｄｏ ｅ ｈ ｍ ｔ ｍ ｔａｍ ｄｌｆｈ ｃ ｖ ｒ ａ ｄｏ ｅ ｍ ｌ ｉ ａ ａａ ｓ ｅ ０ ｓ ｓ ｉ ｒ ｃｄｉ ｔｓ ａｅ ｅ ｈ ｉ ｌ ｅｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｓ ｌ ｇｌ ｌ ｓ ｈ ｗ ｔ ｄ ｌ ｎｈ ．Ｂｓ ｎｔ ｅ ｈ
ｔ ｅ ＤＣ ｍｏ ｏ ．Ａｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｉ ｌ ｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｙ ｔ ｅ ＭＡＴ ＡＢ Ｓ ＭＵＬ ＮＫ ｔｏｓ ｗ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｈ ｔｒ ｄ ａ ｅ ｌ ｓ ，ｓ ｍｅ ｓｍｕ ａｉ ｅ ｕ ｔ ｂ ｈ ｔ ｏ ｓ Ｌ ／ Ｉ Ｉ ｏ ｌ ｅ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ
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关 技术应运而生 。
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全桥变换器的软开关拓扑结构有很多种 ， 大体都是 在原有 的 拓 扑上增加一些辅助的 电路 Ｊ本文详 细介 绍了一种 结构最为 ， 简单 的零电压零电流全桥 变换器 的结构 ， 析了其工 作原 理 ， 分 并建立 其小信号数学模型 ， 同时给出 了基于小信号数学模 型设计
关键词 ：软开关
Ｚ Ｚ Ｓ变换器 ＶＣ
小信号建模
［ 中图分类 号］Ｔ ４ ［ Ｍ ６ 文献标志码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１０ ３ ８ （ ０ １ ０ ０ ４ ０ ０ ０— ８ ６ｌｓｓ ｏ ａｙ ｉ ｆＺＶＺＣＳ ｕｌ ｉｇ ｎ ｅ ｔ ｒＭｏ ｅ Ｆ ｌＢｒ ｅ Ｃｏ ｖ ｒ ｄ ｌ — ｄ ｅ
ｍａｈ ｍａ ｉａ ｄ ｌ ｏｔｇ ｎ ｕ ｒ ｎ ｏ ｂｅ ｌｏ ｏ ｔ ｌｓ ｈ ｍｅ ｗ ｓ ｅ ｔｂ ｉ ｅ ｗｈ ｃ ａ ｉ ｌ ｒｗ ｔ ｈ ｏ ｔ ｌｓｈ ｍｅ ｏ ｔ ｅ ｔ ｌ ｍｏ ｅ ，ａ ｖ ｌａ ｅ ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔｄ ｕ ｌ ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｃ ｅ ａ ｓａ ｌ ｈ ｄ， ｉｈ ｗ ｓｓｍｉ ｉ ｔ ｅ ｃ ｎ ｏ ｃ ｅ ｆ ｃ ｏ ｓ ａ ｈ ｒ
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图 １ 移 相全 桥 Ｚ Ｚ Ｓ电路 拓 扑 ＶＣ
的电压 电流双闭环控制方案 。
ｌ１
Ｉ ｌ ｌ
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１ 电路拓扑结构及工作模式分析
图 １和图 ２分别是 Ｚ Ｚ Ｓ Ｖ Ｃ 变换器 的 电路 主拓扑结 构及 主要 的电压 、 电流波形 。其 中 Ｇ 、Ｇ 组成超前桥臂 ， ３ 在开通和关 断时 处于零 电压 的状态 ，Ｇ 、Ｇ ４构成滞后桥臂 ， 开通 和关 断时处 于 在
ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓｇ ｎ ｎ ｒ Ｉ ｓ ｅ Ｄｅ ｉｎ Ｓ
Ｚｈ ｎ ｎ ｙ ｎ ａ ｇ Ｎｉｇ ｕ Ｃｈ ｎｇ Ｓ ａ ｍｅ ｅ ｈ ｎ ｉ
（ ｅ ｒ ｅｔｆＣ ｎ ｏ Ｓｉ ｃ Ｅ ｇｎ ｒ ｇ Ｈ ａｈｎ ｎ ｅ ｉ Ｓｉ ｃ ａｄＴｃｎｌ ｙ Ｗ ｈｎＨ ｂ ３０４ Ｃ ｉ ） Ｄｐ ｔ ｎ ｏ ｏｔ ｌ ｃ ｎｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ｕｚｏｇ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎｅ ｎ ｅ ｏ ｇ ， ｕａ ｕｅ４０７ ， ｈ ａ ａｍ ｒ ｅ ｅｉ ｖ ｓｙ ｆ ｅ ｈ ｏ ｉ ｎ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｓ ｆ ｓ ｔｈ ｎ Ｚ Ｚ ｏ ｖ ｒ ｒ ｓ ｌｌｓ ｎ ｄ ｌ ｎ ｙ ｒ ｓ：ｏ ｗｉ ｉ ｇ ｔ ｃ Ｖ ＣＳ ｃ ｎ ｅｔ ｍａ ｉ ａ ｍｏ ｅｌ ｇ ｅ ｇｌ ｉ
Ｏ 引 言
全桥变换器拓 扑是 目前 国内 Ｄ Ｃ—Ｄ Ｃ变换 器 中最 常用 的电
零 电 流 的状 态 。
Ｉ Ｉ
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按照时 间段该变换器 的工作过 程分为 ６种工作 模式 ， 图 ３ 如
所 示 。选定开关管 Ｇ 的关 断时刻 为分析 的起点 ， 各工 作模 式分
移相全桥ZVS变换器的小信号模型设计
移相全桥ZVS变换器的小信号模型设计摘要：小信号建模分析是移相全桥ZVS变换器理论研究的重要部分，利用小信号建模分析可以将变换器系统由非线性系统近似转化为线性系统，建立符合设计要求的物理模型。
本文小信号模型基于Buck 变换器电路的开环小信号模型，利用状态空间平均法原理，搭建出峰值电流控制的闭环小信号模型。
这就需要先构分析研究Buck变换器开环小信号模型建立方法，在完成以上理论研究并搭建出闭环小信号模型基础上，为后续设计数字控制器打好基础。
关键词：状态空间平均法 BUCK变换器小信号建模一、引言性能良好的控制器是开关电源所必需的，需要建立闭环小信号模型从而完成控制器的设计。
在研究一个典型变换器系统时，当输入电压或负载发生变化时，我们常希望通过闭环反馈控制系统，来调节变换器的开关管通断时间，并且要采取相应措施来抑制输入电压、负载变化等对变换器输出参数的影响，提高系统稳定性输出精度，保持变换器系统输出电压恒定，具备较好的静态性能，并使系统的超调量、调节时间等动态性能满足设计要求。
因此，变换器作为闭环控制系统，其静态、动态性能是否满足要求，与反馈控制的设计好坏密切相关。
由于开关管、整流二极管这些非线性器件移相全桥ZVS变换器中得到了大量使用，因此移相全桥ZVS变换器是一个典型的非线性系统，较为复杂。
因此我们寻求一种高效的数学的方法，简化复杂的物理模型，从而得到一种较好理解和分析研究的数学模型，即小信号模型。
二、状态空间平均法原理分析在电路系统中，各状态变量的小信号扰动量的关系，随着系统处于某稳态工作点附近时，可以近似看做为线性特性，因此利用小信号建模分析就可以将变换器系统由非线性系统近似转化为线性系统，建立符合本文设计要求和较容易分析研究的物理模型。
[1]在简化物理模型后，电路系统中各控制量对输出电压的传递函数就可以建立起来了，之后对控制器的设计就可以利用经典控制理论来完成了。
本文采用常见且应用成熟的小信号建模方法：状态空间平均法。
一种新颖的ZVZCSPWM全桥变换器
一种新颖的ZVZCSPWM全桥变换器张恩利侯振义余侃民(空军工程大学电讯工程学院，陕西西安 710077）摘要：提出了一种新颖的零电流零电压开关（ZCZVS）PWM全桥变换器，通过增加一个辅助电路的方法实现了变换器的软开关。
与以往的ZCZVSPWM全桥变换器相比，所提出的新颖变换器具有电路结构简单、整机效率高以及电流环自适应调整等优点，这使得它特别适合高压大功率的应用场合。
详细分析了该变换器的工作原理及电路设计，并在一台功率为4kW，工作频率为80kHz的通信用开关电源装置上得到了实验验证。
关键词：全桥变换器；零电压开关；零电流开关；软开关；脉宽调制0 引言移相全桥零电压PWM软开关（PS-FB-ZVS）变换器与移相全桥零电压零电流PWM软开关（PS-FB-ZVZCS）变换器是目前国内外电源界研究的热门课题，并已得到了广泛的应用。
在中小功率的场合，功率器件一般选用MOSFET，这是因为MOSFET的开关速度快，可以提高开关频率，采用ZVS方式，就可将开关损耗减小到较为理想的程度[1]。
而在高压大功率的场合，IGBT更为合适。
但IGBT的最大的缺点是具有较大的开关损耗，尤其是由于IGBT的“拖尾电流”特性，使得它即使工作在零电压情况下，关断损耗仍然较大，要想在ZVS方式下减少关断损耗，则必须加大IGBT的并联电容。
然而由于轻载时ZVS很难实现（滞后臂的ZVS 更难实现），因此ZVS方案对于IGBT来说并不理想。
若采用常规的移相全桥软开关变换器，其优点是显而易见的，即功率开关器件电压、电流额定值小，功率变压器利用率高等，但是它们却也存在着各种各样的缺点：有的难以适用于大功率场合；有的要求很小的漏感；有的电路较为复杂且成本很高[2][3][4][5][6]。
本文提出了一种新颖的ZVZCS PWM全桥变换器，它能有效地改进以往所提出的ZVZCS PWM全桥变换器的不足。
这种变换器是在常规零电压PWM全桥变换器的次级增加了一个辅助电路，此辅助电路的优点在于没有有损元件和有源开关，且结构简单。
移相全桥ZVZC软开关DC_DC稳压电源分析与设计_吕春锋
(e)
4
(f)
5
图 ３ 换流过程模态
VDR2 流过负载电流。 要实现滞后桥臂零电流，原边电流需在滞后桥臂开通前
减小到零。由开关模态 2 可知，原边电流线性减小：
V (t ) − V (t ) ?V
(1)
i (t) − I ?V (t ? t ) / L
?V (t ) ? V (t ) ? 2 C V / C ?
V ? I ?t / C ? 2 C V / C ? ?V
(5)
一般 Cr垲Cb，式(5)可以简化为：
程中近似不变，而变压器原边电流近似线性减小。
V − I ?t / 2 C
(6)
如图 3(d)所示，开关模态 3 换流过程如下：[t2-t3]期间，阻
通常所说的硬开关，在开通和关断时会产生较大的开关 损耗，开关频率越高，损耗越大。软开关电源是在开关器件通 断条件下，加在其电压上电压为零，即零电压开关(ZVS)，或者 通过开关器件的电流为零，即零电流开关(ZCS)。软开关技术 显著解决了元件开关时刻产生的损耗，可以更大幅度地提高 开关频率，这种软开关的方式为缩小电源体积和提高电源效 率创造了条件。移相全桥零电压零电流软开关(ZVZCS)DC-DC 变换器是在移相全桥 ZVS 的基础上发展而来的，其工作模式 基本上克服了 ZVS 和 ZCS 软开关模式的固有缺陷，使全桥变 换器的超前桥臂实现 ZVS，而滞后桥臂实现 ZCS，在中、大功 率开关电源中具有广泛的应用。其超前桥臂的零电压实现是 通过并联电容电压不能突变完成的，滞后桥臂的零电流是通 过串联隔直电容和漏感谐振，从而使电流能量转移到了电容 中，滞后桥臂串接的二极管阻止了关断后的反向电流，减弱了 环路损耗[1]。
ZVS移相全桥变换器的原理与设计
ZVS移相全桥变换器的原理与设计摘要：介绍移相全桥ZVS变换器的原理，并用UC3875控制器研制成功3kW移相全桥零电压高频通信开关电源。
关键词：移相全桥零电流开关零电压开关准谐振The Principle and Design of Phase shifted Full bridge Zero voltage ConvertorAbstract： The paper introduces the principle of phase shifted full bridge zerovoltage switching convertor.A 3kw full bridge ZVS convertor was developed us ing UC3875 controller.Keywords: Phase shifted full bridge, ZCS, ZVS, Quasi resonance中图法分类号：TN86文献标识码：A文章编号：02192713(2000)11572031引言传统的全桥PWM变换器适用于输出低电压(例如5V)、大功率(例如1kW)的情况，以及电源电压和负载电流变化大的场合。
其特点是开关频率固定，便于控制。
为了提高变换器的功率密度，减少单位输出功率的体积和重量，需要将开关频率提高到1MHz级水平。
为避免开关过程中的损耗随频率增加而急剧上升，在移相控制技术的基础上，利用功率MOS管的输出电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件，使全桥PWM变换器四个开关管依次在零电压下导通，实现恒频软开关，这种技术称为ZVS零电压准谐振技术。
由于减少了开关过程损耗，可保证整个变换器总体效率达90％以上，我们以Unitrode公司UC3875为控制芯片研制了零电压准谐振高频开关电源样机。
本文就研制过程，研制中出现的问题及其改进进行论述。
2准谐振开关电源的组成ZVS准谐振高频开关电源是一个完整的闭环系统，它包括主电路、控制电路及CPU通讯和保护电路，如图1所示。
小电流纹波的ZVZCS全桥PWM变换器研究
结束 时 ， 和 定义为 ｉ ‰。 ｉ 。 ， ［￣５ 段 ｃ 放 电 结 束 ， 极 管 Ｖ ３ 通 ， ｔ ｔ阶 ４ ］ ３ 二 Ｄ 导
ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｃ ｎ ｅ ｅ ｓ Ｍａ ｙ ａ ｖ ｎａ ｅ ｎ ｌ ｄ ｎ ｉ ｌ ｉ ｕ ｔ ｈ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ｌ ｗ ｃ ｓ ，ｏ ｕ ｅ ｔ ｒ ｐ ｅ ａ ｄ ｔ ｉｇ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｖ ｒ ｒ ． ｎ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｓｍｐ ｅ ｃｒ ｉ， ｉ ｈ ｅ ｉｉ ｎ ｙ，ｏ ｏ ｔ ｌ ｗ ｃ ｒ ｎ ｐ ｌ ｎ ａ ｎ ｔ ｃ ｉ ｋ
第４ ６巷 第 １期
电 力 电 于 技 木
ＶＯ１斗ｏ ． ．
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２１ ０ ２年 １月
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小电流纹波的 Ｚ Ｚ Ｓ Ｖ Ｃ 全桥 Ｐ ＷＭ 变换器研究
徐 建 军 ，王 建任 ，马 文龙 ，韩 晓 菲
别 为 初 、 级 绕 组 自感 。 若 满 足 ｎ ｋ， 级 漏 感 将 次 ＝ 次 降 为零 。 级 电感 中存 在零 电流 纹 波 ， 通 过 改变 初 可 ｎ， 小纹 波 。 献 ［］ ｋ的变 化 是 连 续 的 ， 改 ｋ减 文 ２中 而
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倍流整流方式ZVS_PWM全桥变换器的控制系统设计汇总
倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器的控制系统设计 [出处/作者]：孙强，郑湘渝，余娟倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器的控制系统设计孙强，郑湘渝，余娟（西安理工大学自动化与信息工程学院西安 710048）摘要：采用了一种将峰值电流控制模式与移相软开关技术相结合的移相控制全桥(FBZVS-PWM变换器.阐述了峰值电流控制的各项特点,给出了实际斜坡补偿电路及设计方法.仿真结果验证了该方案的可行性。
关键词：峰值电流控制；斜坡补偿；UCC3895 中图分类号：文献标标码： Control System Design of Current-Doubler-Rectifier ZVS PWM FB Converter SUN Qiang，ZHENG Xiang-yu，YU Juan （College of Automation and Information Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048，China）Abstract： phase-shifted soft-switching technology and peak current control technology are combined in the research of full bridge phase-shifted ZVS PWM DC-DC converters, and characteristics of peak current control are expatiated. The practical circuit and design method of slop compensation are also given. Finally, simulation results validate the design. Keywords: Peak current control；Slop compensation； UCC3895 0 引言对应于移相控制全桥(FBZVS-PWM变换器这种主电路拓扑,本文采用Unitrode公司UCC3895芯片实施峰值电流的移相控制.由于存在占空比D>50%,电源不能稳定工作,限制了峰值电流控制方式的应用,必须加以斜坡补偿改善. 1 主电路拓扑全桥变换器广泛应用于中大功率的直流变换场合,移相控制零电压开关全桥变换器利用变压器的漏感和开关管的结电容实现开关管的ZVS, 倍流整流方式(Current Doubler Rectifier, CDRZVS全桥变换器利用两个输出滤波电感的能量可以在很宽的负载范围内实现开关管的ZVS, 而且使其输出整流管自然换流,从而避免了反向恢复引起的电压振荡和电压尖峰.变换器采用移相控制方式,Q1和Q3组成超前桥臂,Q2和Q4组成滞后桥臂。
75kW移相全桥ZVS DC-DC变换器的设计共3篇
75kW移相全桥ZVS DC-DC变换器的设计共3篇75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器的设计175kW移相全桥ZVS DC/DC变换器的设计随着电能的需求不断增加，直流（DC）与交流（AC）能量的转换变得越来越重要。
近年来，随着电力电子技术的发展和高性能的半导体器件的不断进步，DC/DC变换器在工业和消费电子领域的应用越来越广泛。
75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器是一种高性能变换器，能够实现高效率、高功率转换。
移相全桥ZVS DC/DC变换器的结构包括移相控制器、输人电感、输出电容、全桥开关和ZVS电路等。
其中，移相控制器的作用是控制全桥开关的相位移动，从而实现零电压开关（ZVS）控制，减少开关过程中的损耗和电磁干扰。
输人电感和输出电容则是负责滤波，保证输出电压的稳定性。
全桥开关通过不同配合的通断实现正负输出电流控制。
ZVS电路通过滤波和电容，实现电路的诸多物理参数计算协调，并通过工艺合理设计，降低待机功耗和回路波动影响。
在设计75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器时，需要考虑诸多因素。
首先，应该确定输入电压和输出电压的范围，设计输人电感和输出电容的尺寸。
其次，需要确定最大输出功率、输出电源电流和开关频率，保证全桥开关的可靠性和ZVS电路的稳定性。
还需考虑系统的可扩展性和环境因素，以充分考虑变换器在工业应用和肆意使用中的优越性。
在开发过程中，需要充分利用仿真和实验测试，调整参数和设计方案，为最优的变换器性能和稳定性进行优化和调整。
因此，设计和发布75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器需要对额定值、特殊应用等项指标有充分的认识、调试和经验，并充分考虑到指示等级、节约能源等重要性，超出标准数值要求的评定指数，以实现最优化控制。
总之，75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器是一种高效、高功率、高稳定性的电能转换装置，能够在工业和消费电子领域得到广泛应用。
设计和发布此类设备需要充分考虑应用环境、指标要求和设计方案，充分利用仿真和实验测试，以实现最优化控制、最低化能量损耗和实时可调参数，为应用和发展带来更多的便利和效益综上所述，75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器是一种具有巨大潜力和广泛应用前景的电能转换装置。
分析全桥ZVS-PWM变换器的分析与设计
上世纪60年代开始起步的DC/DC PWM功率变换技术出现了很大的发展。
后然经过发展，越来越多在各个领域当中应用。
但由于其通常采用调频稳压控制方式，使得软开关的范围受到限制，且其设计复杂，不利于输出滤波器的优化设计。
本文选择了全桥移相控制ZVS-PWM谐振电路拓扑，在分析了电路原理和各工作模态的基础上，设计了输出功率为200W的DC/DC变换器。
1 电路原理和各工作模态分析1.1 电路原理图1所示为移相控制全桥ZVS—PWM谐振变换器电路拓扑。
Vin为输入直流电压。
Si(i=1.2.3，4)为第i个参数相同的功率MOS开关管。
为了防止桥臂直通短路，S1和S3，S2和S4之间人为地加入了死区时间△t，它是根据开通延时和关断不延时原则来设置同一桥臂死区时间。
S1和S4，S2和S3之间的驱动信号存在移相角α，通过调节α角的大小，可调节输出电压的大小，实现稳压控制。
Lf和Cf构成倒L型低通滤波电路。
图2为全桥零电压开关PWM变换器在一个开关周期内4个主开关管的驱动信号、两桥臂中点电压VAB、变压器副边电压V0以及变压器原边下面对电路各工作模态进行分析，分析时时假设：(1)所有功率开关管均为理想，忽视正向压降电压和开关时时间;(2)4个开关管的输出结电容相等，即Ci=Cs，i=1，2，3，4，Cs为常数;(3)忽略变压器绕组及线路中的寄生电阻;(4)滤波电感足够大。
1.2 各工作模态分析(1)原边电流正半周功率输出过程。
在t0之前，Sl和S4已导通，在(t0一t1)内维持S1和S4导通，S2和S3截止。
电容C2和C3被输入电源充电。
变压器原边电压为Vin，功率由变压器原边传送到负载。
在功率输出过程中，软开关移相控制全桥电路的工作状态和普通PWM硬开关电路相同。
(2)(t1一t1′)：超前臂在死区时间内的谐振过程。
加到S1上的驱动脉冲变为低电平，S1由导通变为截止。
电容C1和C3迅速分别充放电，与等效电感(Lr+n2Lf)串联谐振，在谐振结束前(t2之前)，使前臂中心电压快速降低到一0.7V，使D3立即导通，为S3的零电压导通作好准备。
ZVS移相全桥变换器的优化设计与仿真
ZVS移相全桥变换器的优化设计与仿真于仲安;葛庭宇;何俊杰【摘要】针对传统的零电压(ZVS)、零电压零电流(ZVZCS)移相全桥变换器的各种缺陷以及实际参数选取困难的问题,采用一种改进型零电压移相全桥软开关变换器,即在原边钳位两个超快恢复二极管与一隔直电容来降低副边电路的寄生震荡以防止变压器进入磁饱和,为进一步提高变换器的效率,副边采用全波整流.对所设计的电路进行细致的原理分析,给出若干关键值的优化计算过程,并以UC3875作为控制芯片,通过saber仿真验证理论分析的合理性,结果表明电路在实现软开关的同时也抑制了副边整流器件的电压应力,证明了所提优化方案的可靠性.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2019(042)013【总页数】4页(P161-164)【关键词】软开关变换器;移相全桥变换器;零电压开关;电压应力;全波整流;优化计算【作者】于仲安;葛庭宇;何俊杰【作者单位】江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州 341000;江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州 341000;江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州 341000【正文语种】中文【中图分类】TN710-34;TM7430 引言移相全桥软开关变换器因其效率高、发展比较成熟、控制相对简单以及高频化和轻量化，常应用于中大功率场合[1-3]。
目前软开关技术的实现主要有两种方法：一是ZVZCS，即超前臂实现零电压开通与滞后臂实现零电流关断；二是ZVS，即四个开关管均实现零电压开通。
实现ZVZCS 的关键在于变压器原边电流的复位，最初采用在原边串联一隔直电容与饱和电感，利用隔直电容提供复位电压，这使得滞后臂电压应力变大，而饱和电感则将原边电流钳位在零，但由于其损耗较大而仅限于中小功率场合[4]。
通过给滞后臂开关管串联二极管来阻止原边电流反向，但却无法避免导通损耗[5]。
当前应用的ZVS 技术普遍存在磁通不平衡、效率低下、占空比丢失严重等缺点[6-8]。
具有ZVS的DCDC升压变换器分析与设计毕业设计
具有ZVS的DCDC升压变换器分析与设计毕业设计摘要随着当今社会主要能源的日益枯竭，太阳能光伏发电越来越受到重视。
其良好的优越性对于经济生态环境和社会稳定发展有着重要意义。
随着电力电子技术高频化的发展趋势，升压DC-DC变换器在两极式光伏发电系统中的应用得到了不断的发展和完善。
对比几种基本的升压变换器发现，正激升压变换器更为可靠。
同时针对传统的正激变换器的典型缺陷，对其进行了拓扑改进，加入“交错并联”和LCD 缓冲网络两种特殊结构，并运用新型移相控制技术，提出了具有缓冲电路的ZVS 交错并联双管正激升压变换器。
本文首先对其结构中的LCD无损缓冲网络、新型移相控制技术进行分析，详细研究了十二个理论工作模态，然后设计了以TMS320F2812为控制中心的硬件实验样机平台，完成了主电路参数设计、器件选型、外围电路分析与设计。
最后通过PSpice软件仿真和实验样机硬件调试双重验证了文中改进型升压变换器理论分析的正确性，也证明了具有缓冲电路的ZVS交错并联双管正激升压变换器的可行性与可靠性。
关键词：光伏发电；升压变换器；零电压；LCD缓冲网络；移相控制AbstractIn today's society, solar photovoltaic power generation is receiving more and more attention as the major energy is exhausting. Its advantages make significant contribution to ecological environment and social stability. With high frequency trend of the development of power electronics technology, bipolar boost DC-DC converter in the photovoltaic power generation system has constantly development and improvement.Compared with several basic boost converter, forward boost converter is more reliable. Simultaneously, for the typical defects of the traditional boost converter, its topology is improved. Two special structures of “staggered parallel” and LCD snubber network are added and new phase-shifting control technology is applied. Therefore, a staggered-parallel dual switch of boost converter with snubber circuit for ZVS is put forward.First this article analyzed the structure of LCD lossless snubber network and new phase-shifting technology. And twelve theoretical operating modals is studied in detail. Then it designed a prototype hardware platform based on TMS320F2812. Parameter design of main circuit, components selection, and peripheral circuit’s analysis and design is accomplished. Finally, Pspice simulation and experiment prototype hardware debugging double verified the correctness of the theoretical analysis of the modified boost converter. The feasibility and reliability of the staggered-parallel dual switch of boost converter with snubber circuit for ZVS are proved.Keywords: photovoltaic power generation, zero-voltage-switch, LCD snubber network, phase-shifting, boost converter目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题来源及研究的目的和意义 (1)1.2双管正激变换器国内外研究现状 (3)1.3主要研究内容与方案 (5)1.3.1改进型交错并联双管正激升压变换器主拓扑结构的确定51.3.2具有ZVS升压变换器主电路PSpice仿真验证 (6)1.3.3具有ZVS升压变换器总体结构设计 (6)1.3.4制作实验样机并完成相关功能验证 (7)第2章具有ZVS升压变换器工作原理 (8)2.1主拓扑结构的确定 (8)2.2工作模态分析 (9)2.3本章小结 (22)第3章具有ZVS升压变换器硬件电路的设计 (23)3.1实验样机整体系统设计 (23)3.2辅助电路的设计 (23)3.2.1驱动电路的设计 (23)3.2.2保护电路的设计 (24)3.2.3保护执行回路设计 (25)3.3主电路的设计 (26)3.3.1高频变压器的设计 (26)3.3.2功率开关管及二极管的选择 (28)3.3.3其它元件的选取 (29)3.4控制电路设计 (29)3.5闭环控制设计 (29)3.6本章小结 (30)第4章软件仿真与参数校正 (32)4.1驱动信号模拟 (32)4.2主电路参数选定 (32)4.2.1变压器变比设定 (32)4.2.2功率开关管及二极管参数设定 (32)4.3主电路仿真 (32)4.3.1额定负载下的仿真波形 (33)4.3.2 ZVS的在变换器中的实现 (38)4.4本章小结 (39)第5章硬件制作与调试 (40)5.1实验样机的搭建 (40)5.2 实验波形分析 (41)5.3软开关的实现 (42)5.4变换器性能指标测试 (42)5.4.1电压调整率测试 (42)5.4.2输出电压纹波测试 (42)5.4.3负载调整率测试 (43)5.4.4效率测试 (43)5.5本章小结 (44)结论 (45)参考文献 (47)致谢 (49)哈尔滨工业大学本科毕业设计(论文)第1章绪论1.1课题来源及研究的目的和意义随着人类社会中煤、石油、天然气等主要能源的急剧消耗，人们越来越重视太阳能、风能等绿色能源的开发和利用。