脈寬調製DC·DC全橋變換器的軟開關技術

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《脈寬調製DC·DC全橋變換器的軟開關技術》，阮新波 著，出版社： 科學出版社。

科學出版社是由中國科學院編譯局與1930年創建的龍門聯合書局於1954年8月合併成立的；目前公司年出版新書3000多種，期刊500多種，形成了以科學（S）、技術（T）、醫學（M）、教育（E）、人文社科（H）為主要出版領域的業務架構。

目錄

內容簡介

脈寬調製(PWM)DC/DC充全橋變換器適用於中大功率變換場合，為了實現其高效率、高功率密度和高可靠性，有必要研究其軟開關技術。本書系統闡述PWMDC/民金橋變換器的軟開關技術。系統提出DC/DC金橋變換器的一族PWM控制方式，並對這些PWM控制方式進行分析，指出為了實現PWMDC/DC全橋變換器的軟開關，必須引人超前橋臂和滯後橋臂的概念，而且超前橋臂只能實現零電壓開關(ZVS)，滯後橋臂可以實現ZVS或零電流開關(ZCS)鈕根據超前橋臂和滯後橋臀實現軟開關的方式，將軟開關PWMDC/DC全橋變換器歸納為ZVS和ZVZCS兩種類型，並討論這兩類變換器的電路拓撲、控制方式和工作原理。提出消除輸出整流二極管反向恢復引起的電壓振盪的方法，包括加入籍位二極管與電流互感器和採用輸出倍流整流電路方法。介紹PWMDC/DC全橋變換器的主要元件，包括輸入濾波電容、高頻變壓器、輸出濾波電感和濾波電容的設計，介紹移相控制芯片UC3875的使用以及IGBT和MOSFET的驅動電路，給出一種採用ZVSPWMDC/DC全橋變換器的通訊用開關電源的設計實例。

目錄

第1章 全橋變換器的基本結構及工作原理

1.1 概述

1.1.1 電力電子技術的發展方向

1.1.2 電力電子變換器的分類與要求

1.1.3 直流變換器的分類與特點

1.2 隔離型.Buck類變換器

1.2.1 正激變換器

1.2.2 推挽變換器

1.2.3 半橋變換器

1.2.4 全橋變換器

1.2.5 幾種隔離型Buck類變換器的比較

1.3 輸出整流電路

1.3.1 半波整流電路

1.3.2 全波整流電路

1.3.3 全橋整流電路

1.3.4 倍流整流電路

1.4 全橋變換器的基本工作原理

1.4.1 全橋變換器的電路拓撲

1.4.2 全橋變換器的控制方式

1.4.3 採用全波整流電路和全橋整流電路的全橋變換器的基本工作原理

1.4.4 採用倍流整流電路的全橋變換器的基本工作原理

本章小結

第2章 全橋變換器的PwM軟開關技術理論基礎

2.1 全橋變換器的PWM控制策略

2.1.1 基本PWM控制策略

2.1.2 開關管導通時間的定義

2.1.3 全橋變換器的PWM控制策略族

2.2 全橋變換器的兩類PWM切換方式

2.2.1 斜對角兩隻開關管同時關斷

2.2.2 斜對角兩隻開關管關斷時間錯開

2.3 全橋變換器的PWM軟開關實現原則

2.4 全橋變換器的兩類PWM軟開關方式

本章小結

第3章 零電壓開關PWM全橋變換器

3.lZVSPWM全橋變換器電路拓撲及控制方式

3.1.1 滯後橋臂的控制方式

3.1.2 超前橋臂的控制方式

3.1.3 ZVSPWM全橋變換器的控制方式

3.2 移相控制ZVSPWM全橋變換器的工作原理

3.3 兩個橋臂實現ZVS的差異

3.3.1 實現ZVS的條件

3.3.2 超前橋臂實現ZVS

3.3.3 滯後橋臂實現ZVS

3.4 實現ZVS的策略及副邊占空比的丟失

3.4.1 實現ZVS的策略

3.4.2 副邊占空比的丟失

3.5 整流二極管的換流情況

3.5.1 全橋整流電路

3.5.2 全波整流電路

3.6 仿真結果與討論

本章小結

第4章 採用輔助電流源網絡的移相控制ZVSPWM全橋變換器

4.1 引言

4.2 電流增強原理

4.3 輔助電流源網絡

4.4 採用輔助電流源網絡的ZVSPWM全橋變換器的工作原理

4.5 滯後橋臂實現零電壓開關的條件

4.6 參數設計

4.6.1 輔助電流源網絡的參數選擇

4.6.2 Lr、Ct和Ic的確定

4.6.3 設計實例

4.7 副邊占空比丟失及死區時間的選取

4.7.1 副邊占空比的丟失

4.7.2 滯後橋臂死區時間的選取

4.7.3 與只採用飽和電感方案的比較

4.8 實驗結果

4.9 採用其他輔助電流源網絡的ZVSPWM全橋變換器

4.9.1 輔助電感電流幅值不可控的輔助電流源網絡

4.9.2 輔助電感電流幅值可控的輔助電流源網絡

4.9.3 輔助電感電流幅值與原邊占空比正相關的輔助電流源網絡

4.9.4 輔助電流源幅值自適應變化的輔助電流源網絡

4.9.5 諧振電感電流自適應變化的輔助網絡

本章小結

第5章 ZVZCSPwM全橋變換器

5.1 ZVZCSPWM全橋變換器電路拓撲及控制方式

5.1.1 超前橋臂的控制方式

5.1.2 滯後橋臂的控制方式

5.1.3 電流復位方式

5.1.4 ZVZCSPWM全橋變換器電路拓撲及控制方式

5.2 ZVZCSPwM全橋變換器的工作原理

5.3 參數設計

5.3.1 阻斷電容電壓最大值

5.3.2 實現超前橋臂ZVS的條件

5.3.3 最大副邊有效占空比Deffmax

5.3.4 實現滯後橋臂ZCS的條件

5.3.5 滯後橋臂的電壓應力

5.3.6 阻斷電容的選擇

5.4 設計實例

5.4.1 變壓器匝比的選擇

5.4.2 阻斷電容容值的計算

5.4.3 變壓器變比和阻斷電容容值的校核

5.4.4 超前橋臂開關管並聯電容的選擇

5.5 實驗結果

本章小結

第6章 加箝位二極管的零電壓開關全橋變換器

6.1 引言

6.2 ZVSPwM全橋變換器中輸出整流二極管電壓振盪的原因.

6.3 輸出整流二極管上電壓振盪的抑制方法

6.3.1 RC緩衝電路

6.3.2 RCD緩衝電路

6.3.3 有源箝位電路

6.3.4 變壓器輔助繞組和二極管箝位電路

6.3.5 原邊側加二極管箝位緩衝電路

6.4 Tr-Lead型ZVSPWM全橋變換器的工作原理

6.5 Tr-Lag型ZVSPWM全橋變換器的工作原理

6.6 Tr-Lead型和Tr-Lag型ZVSPWM全橋變換器的比較

6.6.1 箝位二極管的導通次數

6.6.2 開關管的零電壓開關實現

6.6.3 零狀態時的導通損耗

6.6.4 占空比丟失

6.6.5 隔直電容的影響

6.7 實驗結果和分析

本章小結

第7章 利用電流互感器使箝位二極管電流快速復位的ZVSPWM全橋變換器

7.1 引言

7.2 加箝位二極管的ZVSPwM全橋變換器輕載時的工作情況

7.3 箝位二極管電流的復位方式

7.3.1 復位電壓源

7.3.2 復位電壓源的實現

7.4 加電流互感器復位電路的ZVSPwM全橋變換器的工作原理

7.4.1 重載情況

7.4.2 輕載情況

7.5 電流互感器匝比的選擇

7.5.1 箝位二極管的復位時間

7.5.2 輸出整流二極管的電壓應力

7.5.3 電流互感器匝比

7.6 實驗驗證

本章小結

第8章 倍流整流方式ZVSPWM全橋變換器

8.1 引言

8.2 工作原理

8.3 超前管和滯後管實現ZVS的情況

8.4 參數設計

8.4.1 變壓器變比K的確定

8.4.2 濾波電感量的計算

8.4.3 阻斷電容的選擇

8.5 實驗結果

本章小結

第9章 PWM全橋變換器的主要元件、控制芯片及驅動電路

9.1 引言

9.2 輸入濾波電容的選擇

9.3 高頻變壓器的設計

9.3.1 原副邊變比

9.3.2 確定原邊和副邊匝數

9.3.3 確定繞組的導線線徑

9.3.4 確定繞組的導線股數

9.3.5 核算窗口面積

9.4 輸出濾波電感的設計

9.4.1 輸出濾波電感

9.4.2 輸出濾波電感的設計

9.5 輸出濾波電容的選擇

9.5.1 輸出濾波電容量

9.5.2 輸出濾波電容的耐壓值

9.6 UC3875芯片的使用

9.6.1.作電源

9.6.2 基準電源

9.6.3 振盪器

9.6.4 鋸齒波

9.6.5 誤差放大器和軟啟動

9.6.6 移相控制信號發生電路

9.6.7 過流保護

9.6.8 死區時間設置

9.6.9 輸出級

9.7 驅動電路

9.7.1 中小功率PWM全橋變換器中MOSFET和IGBT的驅動電路

9.7.2 大功率PWM全橋變換器中MOSFET和IGBT的驅動電路

本章小結

第10章 54V／10A通信電源設計實例

10.1 主電路結構

10.2 控制電路和保護電路

10.3 驅動電路

10.4 電流檢測電路

10.5 參數選擇

10.5.1 輸入濾波電容

10.5.2 高頻變壓器

10.5.3 諧振電感

10.5.4 輸出濾波電感

10.5.5 輸出濾波電容

10.5.6 主功率管的選擇

10.5.7 輸出整流二極管的選擇

10.6 實驗結果和討論

本章小結

附錄 CDRZVSPWM全橋變換器工作在DCM時ILfmin_DCM、ILfmax_DCM和IG的推導

參考文獻