基于軟開關技術的DCDC變換器的研究

電氣工程論文編號:DQ134   論文字數:17992,頁數:34

目 錄
摘 要………………………………………………………………………………………………III
1 緒論……………………………………………………………………………………………. .1
1.1  引言……………………………………………………………………….………………1
1.2  硬開關技術及其缺點…………………………………………………………………… 1
1.3  論文選題的意義………………………………………………………………………… 2
1.4  論文所做的工作………………………………………………………………………….2
2 軟開關的基本理論……………………………………………………………………………3
2.1  軟開關的定義…………………………………………………………………….……….3
 2.1.1  軟開關的一般分類………………………………………………………………. 3
 2.1.2  軟開關相關參數的定義…………………………………………………………. 4
2.2  軟開關的分類和發展……………………………………………………………………..5
 2.2.1  諧振開關…………………………………………………………………………. 5
 2.2.2  軟開關PWM變換技術…………………………………………………………. 7
2.3  全橋變換器的控制方式…………………………………………………………….. .…. 8
 2.3.1  全橋PWM變換器的基本電路及工作原理……………………………………. 8
 2.3.2  雙極性控制方式…………………………………………………………………. 8
 2.3.3  有限雙極性控制方式……………………………………………………………..9
 2.3.4  不對稱控制方式…………………………………………………………………..9
 2.3.5  移相控制方式……………………………………………………………………..9
3  ZVZCS-PWM變換器的研究…………………………………………………………... ..10
 3.1  ZVZCS電路中IGBT的作用……………………………………………………………10
 3.2  電路的改進和分析……………………………………………………………………….11
        3.2.1  拓撲結構的改進…………………………………………………………… …….11
 3.2.2  拓撲電路的工作原理……………………………………………………………..12
 3.3  電路的導通損耗………………………………………………………………………… 17
4  DC/DC變換器的設計………………………………………………………………………18
 4.1  軟開關變換器的結構圖………………………………………………………………… 18
 4.2  移相控制電路分析……………………………………………………………………..18
  4.2.1  UC3879控制芯片的介紹……………………………………………………... .18
  4.2.2  UC3879與UC3875的比較……………………………………………………. 21
 4.3  控制電路設計………………………………………………………………………….. 22
 4.4  主電路主要參數設計………………………………………………………………….. 24
 4.4.1  變壓器參數設計………………………………………………………………... 24
 4.4.2  濾波電感電容元件的設計……………………………………………………....24
 4.4.3  變壓器原邊隔直電容設計……………………………………………………....25
 4.4.4  超前橋臂電容的選擇…………………………………………………………... 25
    4.5  主電路及波形圖分析…………………………………………………………………. .25
5  軟開關技術其他研究重點…………………………………………………………….….27
6  總結…………………………………………………………………………………………...28
致謝………………………………………………………………………………………………..29
參考文獻………………………………………………………………………………………….30

摘  要
 隨著計算機、電子、通訊技術的飛速發展，DC/DC變換器越來越廣泛地應用于遠程及數據通訊、計算機、辦公自動化設備、工業儀器儀表、軍事、航天等領域，對軟開關技術也提出了更高的標準和要求。
 本文以對硬開關技術的不足入手，詳細分析了軟開關的定義、分類以及工作原理。在全橋變換器中，本文分析研究了一種將諧振變換技術和PWM技術相結合的移相控制方式，也即全橋零電壓零電流開關（ZVZCS）DC/DC PWM變換器。該變換器可利用超前臂開關管并聯電容與高頻變壓器漏感諧振，來實現超前臂開關管的零電壓開關（ZVS），同時也能實現滯后臂的零電流開關（ZVS）。
 在本畢業論文的整個主電路的設計過程中采用移相控制的方式，移相控制由集成電路UC3879來實現，且對UC3875和UC3879的區別做了比較和闡述。此外，通過設定相關的參數來更好地接近實驗要求，并采用PSIM軟件對電路進行仿真。
 
關鍵詞：移相控制；零電壓開關；UC3879芯片；DC/DC變換器

Abstract
With the rapid development of communication technology, computer and electronics, DC / DC converters are more and more widely used in long-distance and data communications, computer, office automation equipment, industrial instrumentation, military, aerospace and other fields, it also demands higher technology of soft-switching .
In this paper, because of the lack of hard-switching technology, it analyzes the definition about soft-switching clearly, as well as the working principle and classification. In full-bridge converter, this paper analyzes a transformation technology which combined with PWM technology method, in other way it calls full-bridge zero-voltage zero-current switching (ZVZCS) DC / DC PWM converter. The converter can use ultra-forearm parallel capacitor, with high-frequency resonance transformer leakage inductance to achieve zero forearm switch-voltage-switching (ZVS), and at the same time achieving the function zero-current switching (ZVS).
In this thesis, the main circuit of the entire design process is using phase-shifting to control the circuit while using UC3879 to achieve integrated circuits. Besides, it also tell the difference of UC3875 and UC3879 and set out to do. In addition, by setting the related parameters to better achieve the experimental requirements ,and using PSIM to simulate the circuit.

Keywords：Phase-shift control; Zero-Voltage-Switching; UC3879 chip; DC / DC converter