移相全桥方案参数设计
移相全桥mathcad计算
移相全桥mathcad计算以移相全桥mathcad计算为标题的文章移相全桥是一种常用的电路拓扑结构，用于产生正弦波信号或进行相位控制。
在电力电子、通信等领域中广泛应用。
本文将介绍如何利用Mathcad软件进行移相全桥的计算。
移相全桥电路由四个开关和一个负载组成，如图所示。
其中，开关S1和S2为上半桥，开关S3和S4为下半桥。
负载一侧接地。
通过控制开关的开关状态和占空比，可以实现对输出正弦波的频率和相位进行调控。
在Mathcad软件中，我们可以使用数值计算工具箱来进行移相全桥的计算。
首先，我们需要确定电路的参数，包括电压源的幅值和频率，负载的阻抗，以及开关的导通状态和占空比。
这些参数将直接影响到移相全桥电路的输出。
接下来，我们可以利用Mathcad软件中的数学函数和逻辑运算符来进行计算。
首先，我们可以使用正弦函数来表示电压源的波形。
然后，根据开关的导通状态和占空比，使用逻辑运算符进行判断和计算。
通过对上半桥和下半桥的开关状态进行控制，我们可以得到输出电压的波形和频率。
在计算过程中，我们还需要考虑到开关的导通和关断延迟时间、电感和电容的影响等因素。
这些因素会导致电路的输出波形出现畸变或相位偏移。
通过适当调整电路参数和控制策略，我们可以最小化这些干扰，实现精确的移相控制。
除了基本的计算，Mathcad还提供了绘图工具，可以将计算结果以图形的形式展示出来。
我们可以使用Mathcad的绘图功能，绘制移相全桥输出电压的波形图和相位图。
这样可以更直观地了解电路的工作状态和效果。
通过Mathcad软件进行移相全桥的计算，不仅可以方便快捷地得到计算结果，还可以进行参数优化和仿真分析。
Mathcad软件的强大功能和友好的界面，为电路设计和分析提供了有力的工具支持。
移相全桥是一种重要的电路拓扑结构，广泛应用于电力电子和通信领域。
利用Mathcad软件进行移相全桥的计算，可以帮助工程师快速准确地进行设计和分析。
通过合理选择参数和控制策略，可以实现对输出正弦波的频率和相位的精确控制。
移相控制全桥ZVS—PWM变换器的分析与设计
移相控制全桥ZVS—PWM变换器的分析与设计摘要：阐述了零电压开关技术(ZVS)在移相全桥变换器电路中的应用。
分析了电路原理和各工作模态，给出了实验结果。
着重分析了主开关管和辅助开关管的零电压开通和关断的过程厦实现条件。
并且提出了相关的应用领域和今后的发展方向。
关键词：零电压开关技术；移相控制；谐振变换器0 引言上世纪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。
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。
因此，在上世纪80年代初，文献提出了移相控制和谐振变换器相结合的思想，开关频率固定，仅调节开关之间的相角，就可以实现稳压，这样很好地解决了单纯谐振变换器调频控制的缺点。
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。
Di和Gi(i=l，2，3，4)为相应的体二极管和输出结电容，功率开关管的输出结电容和输出变压器的漏电感Lr作为谐振元件，使4个开关管依次在零电压下导通，实现恒频软开关。
S1和S3构成超前臂，S2和S4构成滞后臂。
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。
移相全桥软开关直流变换器的设计与实现
· １ ·研制开发移相全桥软开关直流变换器的设计与实现恒，周 焱，肖文英，王（湖南工学院电气与信息工程学院，湖南在电力电子装置小型化、轻量化的趋势下，可以通过提高开关器件频率来减小储能元件体积，但同时会对整机效率造成影响。
针对较大功率的直流变换器，采用移相全桥软开关技术，分析了变换器在整个开关周期中实种典型模式工作状态，通过小信号建模得到变换器输入与输出的传递函数，同时介绍了变换器系统结构和参数设计，在此基础上制作了一台功率为1 kW、开关频率为实现高频开关器件的零电压开通，输出纹波小、动态响应好，验证了设计方案的可行性。
软开关；直流变换器；零电压开关（ZVS）；开关器件Design and Implementation of Phase-Shifting Full-Bridge Soft Switching DC ConvertorDONG Heng, ZHOU Yan, XIAO Wenying, WANG Yang(School of Electrical Information Engineering, Hunan Institute of Technology, Hengyang Abstract:Under the trend of miniaturization and light weight of power electronic devices, the volume of energy storage components can be reduced by increasing the frequency of switching devices, but at the same time it will have an D 3D 4D 2BL rT rU sect 1U sect 2-+DR 1DR 2L oC 0R 0+-AQ 3Q 4Q 2Q 1D 1U 1VBUSC oss 3C oss 4C oss 2C oss 1图1 ZVS-PWM DC/DC 全桥变换器原理图1.2 移相全桥ZVS DC/DC 变换器原理分析在分析之前，设定所有的开关管均为理想器件，可以瞬间开通或者关断；设定所有的电感、电容以及变压器也均为理想器件，不随着功率大小、环境变化oss 。
移相全桥大功率软开关电源的设计
移相全桥大功率软开关电源的设计移相全桥大功率软开关电源的设计1 引言在电镀行业里，一般要求工作电源的输出电压较低，而电流很大。
电源的功率要求也比较高，一般都是几千瓦到几十千瓦。
目前，如此大功率的电镀电源一般都采用晶闸管相控整流方式。
其缺点是体积大、效率低、噪音高、功率因数低、输出纹波大、动态响应慢、稳定性差等。
本文介绍的电镀用开关电源，输出电压从0~12V、电流从0~5000A 连续可调，满载输出功率为60kW.由于采用了ZVT软开关等技术，同时采用了较好的散热结构，该电源的各项指标都满足了用户的要求，现已小批量投入生产。
2 主电路的拓扑结构鉴于如此大功率的输出，高频逆变部分采用以IGBT为功率开关器件的全桥拓扑结构，整个主电路如图1 所示，包括：工频三相交流电输入、二极管整流桥、EMI 滤波器、滤波电感电容、高频全桥逆变器、高频变压器、输出整流环节、输出LC 滤波器等。
隔直电容Cb 是用来平衡变压器伏秒值，防止偏磁的。
考虑到效率的问题，谐振电感LS 只利用了变压器本身的漏感。
因为如果该电感太大，将会导致过高的关断电压尖峰，这对开关管极为不利，同时也会增大关断损耗。
另一方面，还会造成严重的占空比丢失，引起开关器件的电流峰值增高，使得系统的性能降低。
图1 主电路原理图3 零电压软开关高频全桥逆变器的控制方式为移相FB2ZVS 控制方式，控制芯片采用Unitrode 公司生产的UC3875N。
超前桥臂在全负载范围内实现了零电压软开关，滞后桥臂在75 %以上负载范围内实现了零电压软开关。
图2 为滞后桥臂IGBT 的驱动电压和集射极电压波形，可以看出实现了零电压开通。
开关频率选择20kHz ,这样设计一方面可以减小IGBT的关断损耗，另一方面又可以兼顾高频化，使功率变压器及输出滤波环节的体积减小。
图2 IGBT驱动电压和集射极电压波形图4 容性功率母排在最初的实验样机中，滤波电容C5 与IGBT 模块之间的连接母排为普通的功率母排。
一文看懂移相全桥的原理及设计
一Байду номын сангаас看懂移相全桥的原理及设计
移相全桥（Phase-ShiftingFull-BridgeConverter，简称PSFB），利用功率器件的结电容与变压器的漏感作为谐振元件，使全桥电源的4个开关管依次在零电压下导通（ZerovoltageSwitching，简称ZVS），来实现恒频软开关，提升电源的整体效率与EMI性能，当然还可以提高电源的功率密度。
移相全桥的原理与设计简介
五．应用中出现的问题：
• 1.高温下，风扇全速转，其启动冲击电流过大，使供电VCC出现较大 幅值的跌落，最低下跌到9.24V，如下图所示：
而全桥芯片UCC3895的最大关断电压为 9.8V，芯片重启，使输出出现异常。芯片 VCC的启动门限规格如下：
具体参考附件：
六.参考资料
• 1.《直流开关电源的软开关技术》； • 2. UCC3895 ,Datasheet； • 3. E472电源评估报告。
1.电压应力：
2.电流应力：
3.电阻功耗：
3.1关于电阻功耗的测试方法问题：
• 该电阻两端的电压都是突变的，探头的寄 生电容影响较大，因此，通过测试电压有 效值，来计算其功耗时，会产生较大的偏 差，难以接受。这里采用测试电流有效值 的方法，是合理的。
• 测试此类电阻功耗或电压应力时，有必要 分析其端电压的特性。一般来说，探头的 地线需接到电压稳定点，如初、次级的地， 大电容、输出电容的正端等。 • 例如： • 测试PFC 二极管的电压应力时，地线需接 阴极，否则甚至会引起PFC工作不稳定的 现象（叫机）。如下图所示：
• •
Pin11 ADS 可变死区设置 较大的死区时间会减小占空比的利用率，降低变换器的 效率。UCC3895集成了死区调节功能，即在负载增大时， 减小死区时间，提高重载时的占空比利用率。通过合理 设置PIN12、PIN11之间的电阻比值，可以提供可变的死 区时间，如下图所示：
• •
PIN7、PIN8：用于设置开关频设计
• 简要计算： • 1.主变压器：双EE4242B，f＝100KHZ，Ae＝ 178mm^2，D=0.90,Ton＝4. 5us，VIN＝380V， 工作于第一、三象限。 N1＝Vin*Ton/（Ae*△B） ＝380*4.5/（2*0.15*2*178）＝16TS； 输出可调范围为44～58V，过压保护点为58.5～ 60.5，保留裕量，取最大输出为60V， 则n＝Vin*D/Vo＝380*0.9/60＝5.7，所以，次级 匝数：N2=16/5.7＝2.8，取3匝。 绕组线径需按实际输出功率确定。
基于移相全桥环路参数计算的研究
基于移相全桥环路参数计算的研究功率变换器是应用电力电子器件将一种电能转变为另一种或多种形式电能的装置。
按转换电能的种类可分为四种类型:即:交流-直流变换AC-DC（整流）、直流-交流变换DC-AC（逆变）、直流-直流变换DC-DC（斩波）、交流-交流换AC-AC（交交变频）。
全桥移相软开关则属于直流变换器的一种。
在常规的DC-DCPWM变换器中，功率开关管在电压不为零时导通，在电流不为零时关断，处于强迫开关过程，这种开关过程又称为硬开关（hardswitching）过程。
在硬开关下工作的DC-DC PWM变换器，随着开关频率的上升，一方面开关管的开关损耗会成正比地上升，使电路的效率大大降低；另一方面，会产生严重的电磁干扰（EMI）噪声。
基于这样的问题，为了克服前述DC-DCPWM变换器在硬开关状态下工作的诸多问题，软开关技术得到了深入广泛的研究并在近些年得到了迅速发展。
1.软开关功率变换电路所谓软开关是指零电压开关ZVS（zero voltages witching）和零电流开关ZCS（zero current switehing）。
对于硬开关和软开关，一般的理解是:硬开关过程是通过突变的开关过程中断功率流完成能量的变换过程;而软开关过程是通过电感L和电容C的谐振，使开关器件中电流或(两端电压)按正弦或准正弦规律变化，当电流自然过零时，使器件关断，当电压下降到零时，使器件开通。
开关器件在零电压或零电流条件下完成导通与关断的过程，将使器件的开关损耗在理论上为零。
在ZVS-PWM变换器和ZCS-PWM变换器中，谐振电感串联在主功率回路中，因此电路中总是存在着很大的环流能量，这不可避免地增加了电路的导通损耗；另外，电感储能与输入电压和输出负载有很大关系，这使得电路的软开关条件极大地依赖于输入电源和输出负载的变化。
为了解决这些问题，零电压转换（ZVT）PWM变换器和零电流转换（ZCT）PWM变换器被提出。
3p3z补偿器算法 移相全桥
3P3Z补偿器是一种经典的控制算法，用于系统的电压或电流控制。
而移相全桥则是一种特定的电力电子变换器拓扑结构。
在移相全桥中，通常通过调整两个桥臂的开关状态来实现对输出电压的控制。
而3P3Z补偿器可用于对输出电压进行精确的调节和稳定。
下面是一种基本的3P3Z补偿器算法示例：
1. 获取参考输入信号和反馈输出信号，并计算误差值：
error = 参考输入信号- 反馈输出信号
2. 计算比例项（P项）：
P_term = 比例增益* error
3. 计算积分项（I项）：
integral = 上次积分值+ 积分增益* error
I_term = 限制积分范围(integral)
4. 计算微分项（D项）：
derivative = 当前误差- 上次误差
D_term = 微分增益* derivative
5. 计算控制输出：
control_output = P_term + I_term + D_term
6. 将控制输出作为参考输入，连接到移相全桥的控制端口，以实现对输出电压的调节。
在实际应用中，还可以根据系统特性和控制要求进行参数调整和优化，例如增益值、积分范围、微分时间常数等。
请注意，以上只是一个基本的3P3Z补偿器算法示例，实际应用中可能会有更复杂的实现方式和调节方法。
具体的算法设计需要结合具体的应用场景和需求进行。
1。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
移相全桥方案参数设计
引言：
移相全桥是一种常用的电力电子变换器拓扑结构，广泛应用于各种电
力供应系统和工业控制领域。
在设计移相全桥方案时，关键是确定合适的
参数，以实现所需的电气性能和效率。
本文将从输入电压、输出电压、频率、功率、开关器件和控制策略等方面进行详细的参数设计。
一、输入电压：
输入电压是移相全桥的基本参数之一，决定了输出电压的范围和调节
能力。
在设计过程中，需要考虑系统所需的最大输出电压和输入电压范围，以及电压调节的精度要求。
同时，还需考虑输入电压的波动和噪声等因素，并合理选择输入电容和滤波器等元件以保证系统的稳定性和可靠性。
二、输出电压：
输出电压是移相全桥方案的重要参数之一，直接影响到系统的电气性能。
在设计过程中，需要确定所需的输出电压范围和调节能力，以及电压
调节的精度要求。
同时，还需考虑电压波动和纹波等因素，并合理选择输
出电容和滤波器等元件以保证输出电压的稳定性和纹波值。
三、频率：
频率是移相全桥方案的重要参数之一，决定了系统的工作速度和输出
电压的调节响应速度。
在设计过程中，需要根据具体应用要求确定系统的
工作频率范围和调节速度要求。
同时，还需考虑开关器件的特性和互感器
的选取等因素，并合理调节谐振电感和谐振电容等元件以实现所需的频率。
四、功率：
功率是移相全桥方案的重要参数之一，决定了系统的输出能力和效率。
在设计过程中，需要根据具体应用要求确定系统的最大输出功率和效率要求。
同时，还需考虑开关器件的能力和散热等因素，并合理选择功率开关
器件和散热器等元件以实现所需的功率。
五、开关器件：
开关器件是移相全桥方案的核心元件之一，直接影响到系统的性能和
可靠性。
在设计过程中，需要根据输入电压、输出电压、频率和功率等参
数确定合适的开关器件。
常用的开关器件包括IGBT、MOSFET和功率二极
管等，需要根据具体需求选择合适的器件型号和参数。
六、控制策略：
控制策略是移相全桥方案的关键之一，决定了系统的输出电压和功率
特性。
在设计过程中，需要选择合适的控制策略以实现所需的电气性能和
效率。
常用的控制策略包括PWM调制、谐振控制和谐振频率跟踪等，需要
根据系统的工作频率和响应速度等要求进行合理选择和调整。
总结：
以上是移相全桥方案参数设计的一些关键要点，包括输入电压、输出
电压、频率、功率、开关器件和控制策略等方面。
在实际设计过程中，需
要根据具体应用需求、器件特性和系统性能等因素进行合理选择和调整，
以满足所需的电气性能和效率要求。
最终设计出的移相全桥方案应能够稳
定可靠地工作，并具备较高的输出电压范围、调节能力和效率。