箝位电路抑制移相全桥副边电压振荡的研究

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开关电源具有效率高,体积小,工作频率高等优势,在几十年的发展中其应用范围越来越广,开关电源的基础是DC/DC变换器。在能源紧张的大环境下,具有控制方式简单,开关管应力小,利用寄生参数实现软开关等优点的移相全桥DC/DC变换器成为研究的热点。本文以零电压开关移相全桥DC/DC变换器为研究对象。本文对移相全桥的工作模态进行了分析,得出整流管两端存在电压振荡和电压尖峰的原因,并在saber仿真中验证了上述分析中存在的问题。副边电压振荡和电压尖峰不仅会造成严重的电磁干扰,也增加了整流管的电压应力,造成效率降低。为了解决整流管两端的电压振荡和电压尖峰过高的问题,分别加入原边箝位电路和副边有源箝位吸收电路。本文分析了对两种方法的工作原理,并且仿真对比了两种电路对电压振荡尖峰的吸收效果。本设计输出大电流,为了降低整流管的损耗,采用同步整流。针对同步整流开关管的工作特点,分析了不同的同步整流时序对电路损耗的影响,并总结了同步整流MOS管的选型原则。根据技术指标设计了1k W零电压开关移相全桥DC/DC变换器。计算了其主要参数,分析了滞后桥臂死区时间的选择对电路实现软开关的影响,开环仿真验证了参数选择的合理性。在考虑移相全桥副边电压丢失的基础上,推导了ZVS移相全桥变换器的小信号模型。根据变换器开环的频率特性和相频特性,进行了反馈网络的补偿设计。最后设计了主开关管和同步整流MOS管及有源箝位MOS管的驱动电路和电流采样电路,搭建了一台实验电路验证上述分析的合理性和正确性。
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