随着通讯技术和电力系统的发展,对通讯用电源和电力操作电源的性能、重量、体积、效率和可靠性都提出了更高的要求。而应用于中大功率场合的全桥变换器与软开关的结合解决了这一问题。因此,对其进行研究设计具有十分重要的意义。 首先,论文阐述PWM DC/DC变换器的软开关技术,且根据移相控制PWM全桥变换器的主电路拓扑结构,选定适合于本论文的零电压开关软开关技术的电路拓扑,并对其基本工作原理进行阐述,同时给出ZVS软开关的实现策略。 其次,对选定的主电路拓扑结构进行电路设计,给出主电路中各参量的设计及参数的计算方法,包括输入、输出整流桥及逆变桥的器件的选型,输入整流滤波电路的参数设计、高频变压器及谐振电感的参数设计以及输出整流滤波电路的参数设计。 然后,论述移相控制电路的形成,对移相控制芯片进行选择,同时对移相控制芯片UC3875进行详细的分析和设计。对主功率管MOSFET的驱动电路进行分析和设计。 最后,基于理论计算,对系统主电路进行仿真,研究其各部分设计的参数是否合乎实际电路。搭建移相控制ZV SDC/DC全桥变换器的实验平台,在系统实验平台上做了大量的实验。 实验结果表明,论文所设计的DC/DC变换器能很好的实现软开关,提高效率,使输出电压得到稳定控制,最后通过调整移相控制电路,可实现直流输出的宽范围调整,具有很好的工程实用价值。
上传时间: 2013-08-04
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移相全桥软开关PWM变换器是直流电源实现高频化的理想拓扑之一,尤其在中大功率场合应用十分广泛。实现全桥变换器移相PWM控制的传统方法是通过采用专用集成控制芯片(UC3875、UCC3895等)来调节变换器前后臂间的导通相位差,以实现PWM模拟控制四。相对于模拟控制,数字控制由于具有集成度高、控制灵活、设计延续性好、易于实现通讯等优点而在电力电子领域得到应用。近年来,随着数字信号处理技术日趋成熟,各种微控制器性价比的不断提高,采用数字控制已成为中大功率开关电源的发展趋势问。本文采用一种在变压器原边增加一个谐振电感和两个钳位二极管的全桥变换器作为主电路,利用TI公司最新一款专注于电源数字控制的DSP微控制器对其进行峰值电流模式数字移相控制,完成了一台1.2kW(120V/10A)的样机。
标签: tms320f28027 dc/dc变换器
上传时间: 2022-07-17
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随着电力电子技术的发展,对大功率、高性能的开关电源要求也越来越高。功率因数校正(PFC)技术是当前电力电子技术研究的热点问题。大多数电力电子装置通过整流器与电网接口,而传统的二极管或晶闸管整流装置会产生大量的谐波电流,对电网造成污染。许多国家和国际组织相继制定了一系列限制用电设备谐波的标准。有源功率因数校正技术能够有效的消除整流装置的谐波,因此具有广泛的应用前景。 本文首先分析了开关电源的发展现状及发展要求,详细地阐述了开关电源的基本构成和基本组态。然后研究了ZVT-Boost软开关PFC电路的基本结构、基本工作原理及软开关实现原理,在此基础上确定了主电路结构,并制定了控制系统方案。 鉴于功率要求,本文采用两级PFC电路。因此对常见的DC-DC变换器的拓扑结构、原理特性进行分析。并针对各自的变换器建立了简化模型,基于所建立的模型分析了变换器的特性,列出各变换器的优缺点及在设计开关电源时的选用原则。最后,对所设计的系统进行了仿真分析。 本文根据用户的要求研究设计了一种大功率高性能开关电源。该开关电源分为前级和后级,前级为采用BOOST结构的单相有源功率因数校正电路,后级为采用移相控制软开关技术的全桥变换器。最后研制出了实验样机,并给出了实验样机的功率因数校正电路和移相全桥软开关变换电路的实验波形。
上传时间: 2013-04-24
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传统的全桥开关电源拓扑,最常用于大功率隔离式或脱线电源。虽然它需要多加两个开关元件。但其能输出更大功率,又有较高的效率,且变压器体积比单端方式的都小。开关还有较小的电压及电流应力。全桥变换器还提供固有的变压器磁芯自动复位及平衡。因而可有最大占空比,进一步提高效率,而软开关的全桥,可进一步改善性能提高效率。
上传时间: 2014-07-13
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移相控制的全桥PWM变换器是最常用的中大功率DC/DC变换电路拓扑形式之一。移相PWM控制方式利用开关管的结电容和高频变压器的漏电感或原边串联电感作为谐振元件,使开关管能进行零电压开通和关断,从而有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声,减少了器件开关过程中产生的电磁干扰,为变换器提高开关频率、提高效率、减小尺寸及减轻质量提供了良好的条件。然而,传统的移相全桥变换器的输出整流二极管存在反向恢复过程,会引起寄生振荡,二极管上存在很高的尖峰电压,需增加阻容吸收回路进行抑制,文献提出了两种带箝位二极管的拓扑,可以很好地抑制寄生振荡。本文采取文献提出的拓扑结构,设计了一台280 W移相全桥软开关DC/DC变换器,该变换器输入电压为194~310 V,输出电压为76V。
上传时间: 2014-08-30
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文章阐述了零电压开关技术在移相全桥变换器中的应用, 提出了一种改进型的零电压零电流全桥移相开关电源, 对电路的工作原理、工作模式作了具体分析, 主要器件的参数选择作了设计, 并给出了由控制芯片UC3875 构成的3KW 实用高频开关电源。
上传时间: 2013-11-18
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随着环境污染的恶化和能源危机问题的凸现,低污染、高节能的电动汽车的研究和应用成为当今汽车产业的发展趋势。作为电动汽车所必须的辅助设备—充电电源,其安全性、高效性及便携性是影响电动汽车广泛推广的关键因素。因此,发展高效可靠的充电电源已成为电动汽车领域的重点研究方向之一。本论文以移相全桥直流变换器为基础,系统研究了移相全桥变换器控制策略和电路拓扑中的重要问题,研制一套适用于电动汽车的充电电源。论文的主要研究工作包括: 介绍电动汽车充电电源的充电方式以及软开关全桥技术,并对蓄电池的各种充电方式进行比较。 分析了移相全桥直流变换器的基本原理,对现今的几种零电压零电流(ZVZCS)移相全桥变换的主电路拓扑比较,选择一种具有副边简单辅助电路的移相全桥作为主电路拓扑,结合所需电源的具体参数,对主电路拓扑各元件进行设计,对主电路的工作过程分析,建立了其等效电路小信号模型。利用MATLAB中的SIMULINK仿真模块对主电路进行仿真,证明了主电路参数设计的合理性。 设计了以DSP为控制核心的电源系统,实现移相全桥控制、输出电流电压调制和过流过压保护等功能,采用中断功能实现移相PWM脉冲的软件生成方法,给出了系统主程序、中断服务程序、键盘及LCD显示的程序流程图。 最后给出样机的实验结果和分析。结果表明,在任何负载下,超前臂能够较好的实现零电压开关,在小于半载的情况下,滞后臂能够较好实现零电流开关。
上传时间: 2013-05-29
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本文对高性能、大容量可调AC-DC直流开关电源进行了研究。文章详细分析了高性能、大容量可调AC-DC直流开关电源的工作原理,并提出了主电路和控制电路的详细设计方案。在此基础上,完成了整个系统的硬件电路设计和软件程序的编制,并对电源装置的硬件和软件进行了调试和修改。在分析原理的基础上,本文从三相桥式不控整流、全桥变换器、高频变压器、滤波电路等环节对该系统的主电路进行了阐述,同时探讨了该电源系统实现大容量的解决方案,即采用多个电源模块并联运行。本文还探讨了多个电源模块并联运行时的自动均流技术,并详细介绍了基于平均值的自动均流电路。在电压调节环节上,详细分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制电路。本文研制的直流开关电源具有输出电压可调、输出电流大、纹波小等特点,而且还具有换档、远程控制等功能。它主要用于各种直流电机性能测试,实验结果表明它基本达到设计要求,从而验证了理论分析的正确性,具有广阔的应用前景。
上传时间: 2013-07-31
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非接触电能传输技术是一门新兴的能量传输技术,它集合了电力电子能量传输技术、磁场耦合技术以及现代控制理论。由于这种电能传输方式没有接触摩擦,可减少对设备的损伤,不会产生易引燃引爆的火花,解决了给移动设备特别是在恶劣环境下,工作设备的供电问题。在交通运输、航空航天、机器人、医疗器械、照明、便携式电子产品、矿井和水下应用等场合有着广泛的应用前景。本文对非接触电能传输技术进行了理论和实验研究。主要研究内容如下: ⑴介绍了非接触电能传输技术的国内外研究现状,发展前景,基本原理与所涉及到的关键技术。 ⑵通过建立漏感模型,对采用各种补偿方式时,补偿电容的选择进行了分析与研究,并对不同补偿方式时,负载对系统传输效率的影响进行了分析。 ⑶介绍了PWM调制硬开关技术、软开关技术,比较分析了应用于无接触电能传输系统主变换器的几种逆变器拓扑结构,详细分析了移相全桥变换器的工作原理,在此基础上,对变换器进行改进,提出了基于移相全桥控制的谐振变换器,并对变换器的工作原理进行了详细分析。 ⑷对系统原副边主电路的主要参数进行了分析与设计,对松耦合变压器的结构选择、主要参数进行了分析与设计。 ⑸分别用通用DSP芯片TMS320F2812和专用控制芯片UC3875对系统的控制电路进行了设计。 ⑹对系统进行了仿真研究,在仿真成功的基础上,采用UC3875控制方案制作了实验样机,进行了实验研究。
上传时间: 2013-07-19
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近年来,电源技术无论在理论研究,还是生产应用方面都取得了许多成果和长足的进步。开关电源的研究涉及电力电子、自动控制等技术领域,软开关、高效率是开关电源的重要研究方向。因此,PFC技术和软开关PWM技术作为成熟的技术,近些年来在中、小功率乃至大功率开关电源中得到普遍的应用。 本文研究设计了一种具有功率因数校正和软开关技术的高效率开关电源。该开关电源主要分为两个部分,前一部分为单相有源功率因数校正电路,后一部分为采用移相控制软开关技术的全桥变换器。 论文首先介绍了开关电源技术的发展以及涉及到的技术领域,然后阐述了现阶段几种提高开关电源技术的新方法,最后详细叙述了整个系统的设计。在详细分析和研究单相有源功率因数校正原理的基础上,设计出有源功率因数校正电路,并给出电路中升压电感的设计方法。同时,设计出了大功率移相控制全桥软开关PWMDC/DC变换器,详细的研究了实现ZVS的条件。最后研制出了实验样机,并给出了实验样机的功率因数校正电路和移相全桥软开关变换电路的实验波形。
上传时间: 2013-04-24
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