脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术PDF电子书下载

第1章 全桥变换器的基本结构及工作原理 1

1.1概述 1

1.1.1电力电子技术的发展方向 1

1.1.2电力电子变换器的分类与要求 1

1.1.3直流变换器的分类与特点 2

1.2隔离型Buck类变换器 3

1.2.1正激变换器 3

1.2.2推挽变换器 5

1.2.3半桥变换器 7

1.2.4全桥变换器 9

1.2.5几种隔离型Buck类变换器的比较 10

1.3输出整流电路 12

1.3.1半波整流电路 12

1.3.2全波整流电路 13

1.3.3全桥整流电路 14

1.3.4倍流整流电路 16

1.4全桥变换器的基本工作原理 18

1.4.1全桥变换器的电路拓扑 18

1.4.2全桥变换器的控制方式 18

1.4.3采用全波整流电路和全桥整流电路的全桥变换器的基本工作原理 20

1.4.4采用倍流整流电路的全桥变换器的基本工作原理 22

本章小结 27

第2章 全桥变换器的PWM软开关技术理论基础 29

2.1全桥变换器的PWM控制策略 29

2.1.1基本PWM控制策略 29

2.1.2开关管导通时间的定义 31

2.1.3全桥变换器的PWM控制策略族 32

2.2全桥变换器的两类PWM切换方式 34

2.2.1斜对角两只开关管同时关断 34

2.2.2斜对角两只开关管关断时间错开 35

2.3全桥变换器的PWM软开关实现原则 38

2.4全桥变换器的两类PWM软开关方式 39

本章小结 39

第3章 零电压开关PWM全桥变换器 41

3.1 ZVS PWM全桥变换器电路拓扑及控制方式 41

3.1.1滞后桥臂的控制方式 41

3.1.2超前桥臂的控制方式 42

3.1.3 ZVS PWM全桥变换器的控制方式 43

3.2移相控制ZVS PWM全桥变换器的工作原理 44

3.3两个桥臂实现ZVS的差异 48

3.3.1实现ZVS的条件 48

3.3.2超前桥臂实现ZVS 49

3.3.3滞后桥臂实现ZVS 49

3.4实现ZVS的策略及副边占空比的丢失 49

3.4.1实现ZVS的策略 49

3.4.2副边占空比的丢失 50

3.5整流二极管的换流情况 51

3.5.1全桥整流电路 51

3.5.2全波整流电路 52

3.6仿真结果与讨论 53

本章小结 56

第4章 采用辅助电流源网络的移相控制ZVS PWM全桥变换器 57

4.1引言 57

4.2电流增强原理 58

4.3辅助电流源网络 59

4.4采用辅助电流源网络的ZVS PWM全桥变换器的工作原理 61

4.5滞后桥臂实现零电压开关的条件 66

4.6参数设计 67

4.6.1辅助电流源网络的参数选择 67

4.6.2 Lr、Cr和Ic的确定 67

4.6.3设计实例 68

4.7副边占空比丢失及死区时间的选取 69

4.7.1副边占空比的丢失 69

4.7.2滞后桥臂死区时间的选取 69

4.7.3与只采用饱和电感方案的比较 70

4.8实验结果 72

4.9采用其他辅助电流源网络的ZVS PWM全桥变换器 74

4.9.1辅助电感电流幅值不可控的辅助电流源网络 74

4.9.2辅助电感电流幅值可控的辅助电流源网络 76

4.9.3辅助电感电流幅值与原边占空比正相关的辅助电流源网络 77

4.9.4辅助电流源幅值自适应变化的辅助电流源网络 78

4.9.5谐振电感电流自适应变化的辅助网络 83

本章小结 84

第5章ZVZCS PWM全桥变换器 85

5.1 ZVZCS PWM全桥变换器电路拓扑及控制方式 85

5.1.1超前桥臂的控制方式 85

5.1.2滞后桥臂的控制方式 86

5.1.3电流复位方式 87

5.1.4 ZVZCS PW M全桥变换器电路拓扑及控制方式 90

5.2 ZVZCS PWM全桥变换器的工作原理 91

5.3参数设计 94

5.3.1阻断电容电压最大值 94

5.3.2实现超前桥臂ZVS的条件 95

5.3.3最大副边有效占空比Deffmax 95

5.3.4实现滞后桥臂ZCS的条件 96

5.3.5滞后桥臂的电压应力 96

5.3.6阻断电容的选择 96

5.4设计实例 96

5.4.1变压器匝比的选择 96

5.4.2阻断电容容值的计算 97

5.4.3变压器变比和阻断电容容值的校核 97

5.4.4超前桥臂开关管并联电容的选择 98

5.5实验结果 98

本章小结 100

第6章 加箝位二极管的零电压开关全桥变换器 101

6.1引言 101

6.2 ZVS PWM全桥变换器中输出整流二极管电压振荡的原因 102

6.3输出整流二极管上电压振荡的抑制方法 104

6.3.1 RC缓冲电路 104

6.3.2 RCD缓冲电路 105

6.3.3有源箝位电路 105

6.3.4变压器辅助绕组和二极管箝位电路 106

6.3.5原边侧加二极管箝位缓冲电路 106

6.4 Tr-Lead型ZVS PWM全桥变换器的工作原理 107

6.5 Tr-Lag型ZVS PWM全桥变换器的工作原理 112

6.6 Tr-Lead型和Tr-Lag 型 ZVS PWM全桥变换器的比较 117

6.6.1箝位二极管的导通次数 117

6.6.2开关管的零电压开关实现 117

6.6.3零状态时的导通损耗 118

6.6.4占空比丢失 118

6.6.5隔直电容的影响 118

6.7实验结果和分析 121

本章小结 124

第7章 利用电流互感器使箝位二极管电流快速复位的ZVS PWM全桥变换器 127

7.1引言 127

7.2加箝位二极管的ZVS PWM全桥变换器轻载时的工作情况 128

7.3箝位二极管电流的复位方式 135

7.3.1复位电压源 135

7.3.2复位电压源的实现 136

7.4加电流互感器复位电路的ZVS PWM全桥变换器的工作原理 138

7.4.1重载情况 138

7.4. 2轻载情况 142

7.5电流互感器匝比的选择 147

7.5.1箝位二极管的复位时间 147

7.5.2输出整流二极管的电压应力 148

7.5.3电流互感器匝比 148

7.6实验验证 148

本章小结 152

第8章 倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器 153

8.1引言 153

8.2工作原理 154

8.3超前管和滞后管实现ZVS的情况 158

8.4参数设计 159

8.4.1变压器变比K的确定 159

8.4.2滤波电感量的计算 160

8.4.3阻断电容的选择 162

8.5实验结果 163

本章小结 166

第9章PWM全桥变换器的主要元件、控制芯片及驱动电路 167

9.1引言 167

9.2输入滤波电容的选择 167

9.3高频变压器的设计 169

9.3.1原副边变比 169

9.3.2确定原边和副边匝数 169

9.3.3确定绕组的导线线径 170

9.3.4确定绕组的导线股数 170

9.3.5核算窗口面积 171

9.4输出滤波电感的设计 171

9.4.1输出滤波电感 171

9.4.2输出滤波电感的设计 172

9.5输出滤波电容的选择 173

9.5.1输出滤波电容量 173

9.5.2输出滤波电容的耐压值 173

9.6 UC3875芯片的使用 173

9.6.1工作电源 173

9.6.2基准电源 174

9.6.3振荡器 175

9.6.4锯齿波 175

9.6.5误差放大器和软启动 175

9.6.6移相控制信号发生电路 176

9.6.7过流保护 176

9.6.8死区时间设置 176

9.6.9输出级 177

9.7驱动电路 177

9.7.1中小功率PWM全桥变换器中MOSFET和IGBT的驱动电路 177

9.7.2大功率PWM全桥变换器中MOSFET和IGBT的驱动电路 179

本章小结 183

第10章54V/10A通信电源设计实例 185

10.1主电路结构 185

10.2控制电路和保护电路 187

10.3驱动电路 190

10.4电流检测电路 191

10.5参数选择 192

10.5.1输入滤波电容 192

10.5.2高频变压器 192

10.5.3谐振电感 194

10.5.4输出滤波电感 196

10.5.5输出滤波电容 197

10.5.6主功率管的选择 197

10.5.7输出整流二极管的选择 198

10.6实验结果和讨论 198

本章小结 201

附录CDR ZVS PWM全桥变换器工作在DCM时ILfmin_DCM、 ILfmax_DCM和IG的推导 203

参考文献 207