基于發(fā)電機能量匹配的5kW全橋直流軟開關(guān)變換器研究.pdf

1、當(dāng)今世界的能源危機問題日益加劇，節(jié)能減排變得愈發(fā)重要。在此背景下，對已得到廣泛應(yīng)用的直流變換器展開進一步的研究，提高其電能利用效率以及功率密度，有著非常重大的意義。隨著軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展，極大的減小開關(guān)管的開關(guān)損耗，變換器的工作頻率得到了很大的提高，從而其效率和功率密度都有著很大的提升。
　　移相全橋零電壓開關(guān)（Zero Voltage Switch，ZVS）變換器可以實現(xiàn)開關(guān)管的ZVS開通，適合應(yīng)用于大功率的直流變換領(lǐng)域。本文對該

2、變換器進行研究，詳細(xì)分析其工作原理，梳理該變換器存在的若干關(guān)鍵問題，最后設(shè)計一款5KW的原理樣機，進行實驗驗證。
　　首先對變換器的工作模態(tài)進行了詳細(xì)分析，梳理了該變換器的幾個關(guān)鍵問題并展開討論，結(jié)合實際應(yīng)用，提出了相應(yīng)的解決方案。對于占空比丟失與滯后臂ZVS難以實現(xiàn)這一對矛盾問題，采取變換器參數(shù)優(yōu)化的方法，在不增加變換器復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)變換器的最佳設(shè)計。采用有源鉗位的方法，抑制變換器輸出整流二極管振鈴現(xiàn)象，并分析了有源鉗位

3、的使用及其對變換器工作模態(tài)的影響。
　　然后依據(jù)實際的應(yīng)用要求，對變換器的主要硬件參數(shù)進行了詳細(xì)的計算。采用AP法對主變壓器進行了詳細(xì)設(shè)計，通過計算變換器的開關(guān)管的電壓電流應(yīng)力，選擇了合適的開關(guān)管和輸出二極管。此外還給出了諧振電感、隔直電容、輸出LC濾波參數(shù)的計算過程和結(jié)果，對變換器的損耗做了詳細(xì)的計算，并借助電源仿真軟件Saber對所計算的參數(shù)進行了驗證。在對變換器進行小信號建模的基礎(chǔ)上，給出了環(huán)路補償方案及相應(yīng)的開環(huán)和閉環(huán)伯德