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科学技术论文

解析软开关双向DC-DC变换器

摘要:本文设计了一种新的DC/DC变换器,它的输出是300V,输入是24V,这个变换器的结构是带辅助谐振网络的全桥变换器拓扑结构,通过仿真和实验结果得知,在较宽的负载条件下时,变换器中的超前桥臂和滞后桥臂的负载都可实现零电压开关(ZVS)条件,使变换器的开关损耗减小。另一方面,变压器副边的占空比丢失也降低了,使变换器的效率和输出电压的调节范围获得提高。

关键词:DC/DC变换器;平均电流模式;软开关.

前言

DC/DC变换器被广泛应用于家用电器、工业控制、通信、国防、交通等领域。它作为独立电源,也是其它开关电源的重要组成部分,正向着高频化,高功率密度,大容量化的方向迅速发展,它效率越来越高,可靠性也越来越强。

一、PWM控制全桥结构

功率大的DC/DC变换器大都采用PWM控制全桥结构,有硬开关和软开关这两种换流方式。软开关换流方式的好处是,使得超前桥臂和滞后桥臂的四个功率器都达到零电压的开关条件,它可以提高变换效率,降低变换器的开关损耗,降低对其他系统的电磁干扰。但对于普通的DC/DC变换器采用移相PWM控制方式,只有在负载较重的情况下才能使超前桥臂和滞后桥臂的功率器件达到零电压开关条件,和超前桥臂相比,滞后桥臂比较难以实现零电压开关条件。本文选用了一种带辅助谐振网络全桥结构形式,根据24V输入,300V输出的要求,计算并选定了辅助网络的电感及电容参数值。为了帮助漏感和谐振电感实现滞后桥臂的ZVS,而利用辅助电路的电感能量,能带来的好处是:(1)减小谐振电感量甚至取消谐振电感,达到减小副边占空比丢失到几乎为零的效果;(2)在较宽负载的范围内实现滞后桥臂的ZVS。因为辅助电路与主功率回路是并联的缘故,所以辅助电路电感和电容的电流、电压应力均和负载大小没有关系。

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