不对称半桥变换器的研究导师：学生：一课题的来源目的意义，国内外情况和预测传统硬开关开关电源的发展以及遇到的问题软开关电路的发展历程各种软开关电路的应用及不对称半桥的特点国内外的研究情况传统硬开关变换器抛弃了50Hz工频变压器，使电源的重量、体积大幅度减小，提高了效率，可输出高质量的直流电。由于实际需要，要求DC/DC变换器具有更小的体积、重量，这就要求DC/DC变换器工作在更高的频率上。在硬开关工作下，随着频率的提高，开关管损耗成正比上升，电路效率大大降低，严重时，开通和关断瞬间开关器件的状态轨迹超出安全工作区，影响开关的可靠性，产生很强的电磁千扰。最先在70年代出现了全谐振型变换器，此类变换器一般采用频率调制的方法，，对负载变化很敏感，，谐振元件一直谐振工作，参与能量变换的全过程。准谐振变换器和多谐振变换器出现在80年代中期。这是软开关技术的一次飞跃，谐振元件只参与能量变换的某一个阶段，而不是全程。它也是采用频率调制的控制方法。80年代末出现了零开关PWM变换器。每一种基本DCIDC变换电路，都有其适用场合，适宜中功率的变换器有:双管正激、移相全桥和半桥，采用得最多的是双管正激和移相全桥两种拓扑。双管正激是一种典型的硬开关变换电路，其优点是线路简单，控制方便，成本较低:其缺点是硬开关工作，开关损耗较大，在D小于0.5下工作，输出纹波较大，总体效率不高，EMI大，如果实现ZCS,ZVS等，必须外加一些元器件，控制复杂，成本攀升。移相全桥是一种典型的软开关变换电路，其优点有:开关管在ZVS条件下进行，开关损耗小，控制简单，有现成的控制芯片(UC3875,UC3895)，恒频工作，电压、电流应力小，可以用两倍开关频率的滤波器，EMI小;其缺点有:轻载时，滞后臂开关管的ZVS实现困难，原边有较大的环流，增加导通损耗，输出二极管无法实现零电压开关，其开关损耗较大，频率过高，占空比丢失严重，电路和驱动较为复杂。不对称半桥就是综合了双管正激原边简单和移相全桥副边有利于输出的变换器拓扑，如果利用开关管的输出电容和变压器的漏感发生串联谐振，使得开关管两端电压降到零，实现ZVS，就可以大大提高工作频率和输出功率。与其它电路相比，不对称半桥电路有电路简单，原理清晰的特点，是比较合适的中等功率的软开关拓扑。目前，对不对称半桥进行研究的国家和地区主要有美国、俄罗斯、日本、加拿大和台湾等。在我国进行这方面研究的主要有浙江大学。国外对它研究较深入，涉及到不对称半桥的拓扑结构的改进、稳态分析、暂态分析、小信号模型、通用拓扑结构原理等。涉及拓扑结构的有变压器二次侧优化，加饱和电感，双变压器，电流倍流整流器，集成变压器，集成电感、电容和变压器等各种形式。二．预计需达到的要求、技术指标1.输入48V，输出15V，功率500W。无论是输入电压出现波动还是负载发生变化，都要达到一定的电压稳态精度，静态时一般为±2%。2．正常工作条件下能实现软开关运行。3．具有短路、过载、过电压、欠电压等保护功能。技术方案在普通半桥电路中，上下桥臂开关信号是对称的，靠占空比来调节输出电压，一般情况下占空比不可能是0.5，这样两开关开通信号有一个比较大的间隙，在此期间变压器原边的电流为零，漏感能量消耗在缓冲电路上，由于两开关管工作不能衔接很难实现软开关不对称半桥中，两个主开关管上加的不是对称的驱动信号，而是互补驱动信号，即一个占空比为D和一个占空比为1-D的驱动信号，以实现两个驱动信号的衔接，以便实现软开关。此时电容上电压不再是输入直流电压的二分之一，而是根据占空比的变化而变化。DCinVAV1S2S1D2D1C2CbC3VkL1N21N22NpI1sD2sDfLfCRoV对于不对称半桥DC/DC变换器，:主开关为两个互补控制的功率MOSFET（和）,两管占空比分别为D和1-D,,分别为和的体二极管，谐振电容和是和的寄生电容，隔直电容作为开关管导通时的电压源，带中间抽头变压器T原边匝数为，副边匝数为和，采用全波整流，用超快恢复二极管和，输出滤波电感,输出滤波电容和负载R。先假设开关器件为理想器件，不考虑死区时间，主电容当作足够大，当上桥臂开关开通时，输入电压和...
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