基于软开关技术的DCDC变换器的研究

论文编号:DQ134   论文字数:17992,页数:34

摘  要
 随着计算机、电子、通讯技术的飞速发展，DC/DC变换器越来越广泛地应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，对软开关技术也提出了更高的标准和要求。
 本文以对硬开关技术的不足入手，详细分析了软开关的定义、分类以及工作原理。在全桥变换器中，本文分析研究了一种将谐振变换技术和PWM技术相结合的移相控制方式，也即全桥零电压零电流开关（ZVZCS）DC/DC PWM变换器。该变换器可利用超前臂开关管并联电容与高频变压器漏感谐振，来实现超前臂开关管的零电压开关（ZVS），同时也能实现滞后臂的零电流开关（ZVS）。
 在本毕业论文的整个主电路的设计过程中采用移相控制的方式，移相控制由集成电路UC3879来实现，且对UC3875和UC3879的区别做了比较和阐述。此外，通过设定相关的参数来更好地接近实验要求，并采用PSIM软件对电路进行仿真。
 
关键词：移相控制；零电压开关；UC3879芯片；DC/DC变换器

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
目 录
摘 要………………………………………………………………………………………………III
1 绪论……………………………………………………………………………………………. .1
1.1  引言……………………………………………………………………….………………1
1.2  硬开关技术及其缺点…………………………………………………………………… 1
1.3  论文选题的意义………………………………………………………………………… 2
1.4  论文所做的工作………………………………………………………………………….2
2 软开关的基本理论……………………………………………………………………………3
2.1  软开关的定义…………………………………………………………………….……….3
 2.1.1  软开关的一般分类………………………………………………………………. 3
 2.1.2  软开关相关参数的定义…………………………………………………………. 4
2.2  软开关的分类和发展……………………………………………………………………..5
 2.2.1  谐振开关…………………………………………………………………………. 5
 2.2.2  软开关PWM变换技术…………………………………………………………. 7
2.3  全桥变换器的控制方式…………………………………………………………….. .…. 8
 2.3.1  全桥PWM变换器的基本电路及工作原理……………………………………. 8
 2.3.2  双极性控制方式…………………………………………………………………. 8
 2.3.3  有限双极性控制方式……………………………………………………………..9
 2.3.4  不对称控制方式…………………………………………………………………..9
 2.3.5  移相控制方式……………………………………………………………………..9
3  ZVZCS-PWM变换器的研究…………………………………………………………... ..10
 3.1  ZVZCS电路中IGBT的作用……………………………………………………………10
 3.2  电路的改进和分析……………………………………………………………………….11
        3.2.1  拓扑结构的改进…………………………………………………………… …….11
 3.2.2  拓扑电路的工作原理……………………………………………………………..12
 3.3  电路的导通损耗………………………………………………………………………… 17
4  DC/DC变换器的设计………………………………………………………………………18
 4.1  软开关变换器的结构图………………………………………………………………… 18
 4.2  移相控制电路分析……………………………………………………………………..18
  4.2.1  UC3879控制芯片的介绍……………………………………………………... .18
  4.2.2  UC3879与UC3875的比较……………………………………………………. 21
 4.3  控制电路设计………………………………………………………………………….. 22
 4.4  主电路主要参数设计………………………………………………………………….. 24
 4.4.1  变压器参数设计………………………………………………………………... 24
 4.4.2  滤波电感电容元件的设计……………………………………………………....24
 4.4.3  变压器原边隔直电容设计……………………………………………………....25
 4.4.4  超前桥臂电容的选择…………………………………………………………... 25
    4.5  主电路及波形图分析…………………………………………………………………. .25
5  软开关技术其他研究重点…………………………………………………………….….27
6  总结…………………………………………………………………………………………...28
致谢………………………………………………………………………………………………..29
参考文献………………………………………………………………………………………….30