半桥式DCDC变换器设计(终审稿)
半桥推挽电路dcdc设计
半桥推挽电路dcdc设计
半桥推挽电路是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器拓扑结构，常用于功率放大器、电机驱动器和直流电源等领域。
设计半桥
推挽电路需要考虑多个方面，包括电路拓扑、元件选择、控制策略等。
首先，在设计半桥推挽电路时，需要选择合适的功率MOSFET或IGBT作为开关管，这些器件需要能够承受所需的电压和电流。
此外，还需要考虑开关管的开关速度和损耗，以确保电路的效率和稳定性。
其次，对于半桥推挽电路的控制策略，可以采用PWM（脉冲宽
度调制）控制方式，通过控制开关管的导通和关断时间来调节输出
电压。
此外，还可以考虑加入过流保护、过压保护和温度保护等功能，以提高电路的可靠性和安全性。
另外，对于半桥推挽电路的输出滤波和稳压，可以考虑使用电
感和电容构成的滤波器，以减小输出波纹并提高输出稳定性。
同时，还需要考虑输出电压和电流的检测与反馈控制，以实现精确的输出
调节和稳定性。
最后，在设计过程中还需要考虑电路的散热设计、PCB布局、输入输出端的电磁兼容等问题，以确保整个电路的性能和可靠性。
总的来说，设计半桥推挽电路需要综合考虑电路拓扑、元件选择、控制策略、滤波稳压、保护功能以及电磁兼容等多个方面，从而设计出性能稳定、效率高、可靠性好的电路。
希望以上回答能够满足你的要求。
【必看！】半桥LLC谐振DC-DC变换器工作原理详解
【必看！】半桥LLC谐振DC-DC变换器⼯作原理详解2019作为⼀种被⼴泛应⽤在汽车交通、⼯业控制等领域的重要元件，⽬前DC-DC变换器已经发展出了多种不同的种类，其中，LLC谐振DC-DC变换器的应⽤范围⼗分⼴泛。
本⽂将会就该种类型的DC-DC变换器⼯作原理进⾏详细介绍，希望能够对各位新⼈⼯程技术⼈员的设计⼯作提供⼀些帮助。
在实际的应⽤过程中，相信很多⼯程师对于半桥LLC谐振DC-DC变换器都不会陌⽣。
这种变换器除了具有应⽤范围⾮常⼴泛之外，还具有输出功率⾼、转换效率⾼等显著特点，其主电路结构如下图图1所⽰。
LLC谐振变换器⼀般包括三部分：⽅波产⽣电路、谐振⽹络和输出电路。
图1 半桥LLC谐振变换器的主电路结构通常情况下，在变换器的设计和应⽤过程中，⽅波产⽣电路可以是半桥或全桥结构，这主要是根据功率需求来进⾏选择。
通过⾼低端开关管的交替导通，将直流输⼊转换为⽅波。
当然，为防⽌它们同时导通，LLC谐振控制器普遍会在⾼低端开关管的驱动信号之间插⼊固定或可调的死区时间。
LLC谐振DC-DC变换器的谐振⽹络由三个谐振原件构成，分别为谐振电容Cs，谐振电感Ls和激磁电感Lm。
从图1所给出的半桥LLC谐振DC-DC变换器的主电路结构图中可以看出，该电路系统由以下元件构成：两个功率MOSFETQ1、Q2，Q1和Q2的占空⽐都是0.5，采⽤固定死区的互补调频控制⽅式来进⾏控制。
图1还中分别给出了Q1和Q2的半导体⼆极管和寄⽣电容、谐振电容Cs、理想变压器、并联谐振电感Lm、串联谐振电感Ls、全桥整流⼆极管（D1、D2、D3、D4）、输出电容C0和负载R0。
在图1所⽰的半桥谐振变换器主电路系统中，当⽅波馈⼊谐振⽹络后，电流波形和电压波形将产⽣相位差。
开关损耗为流过开关管的电流与其源漏极两端的电压乘积。
此时，由于Q1、Q2在电流流过半导体⼆极管时开启，开启电压很低，所以损耗很⼩。
LLC谐振变换器电路有两个谐振频率，⼀个是谐振电感Ls和谐振电容Cs的谐振频率，⼀个是Lm加上Ls与Cs的谐振频率，即：在上⽂所提供的两个公式中，所求得的参数fr1为Cs与Ls的谐振频率，参数fr2为Cs、Ls和Lm 的谐振频率，很显然，参数fr1>fr2。
一种厚膜化半桥DC_DC的设计
一种厚膜化半桥DC/DC的设计发布时间：2022-10-28T02:47:54.373Z 来源：《科技新时代》2022年第11期6月作者：陈宏亮马文涛[导读] 高可靠DC/DC变换器所采用的国产电子元器件经过最近十多年的高速发展,在设计、制造等方面取得了很大进步陈宏亮马文涛天水七四九电子有公司1概述高可靠DC/DC变换器所采用的国产电子元器件经过最近十多年的高速发展,在设计、制造等方面取得了很大进步。
在武器装备中,核心电子元器件国产化比例不高,仍然大量采用了进口电子元器件,严重影响了武器装备的自主可控的保障能力。
近几年来随着国产化电子半导体的不断发展，DC/DC变换器所采用国产的电路、功率管磁芯的技术日益成熟，完全可以满足产品设计需求和可靠性。
国产化DC/DC变换器是武器装备国产化的重要器件，尤其是高可靠的国产化厚膜DC/DC变换器。
本文主要通过对半桥电路结构和工作原理的分析，设计一种国产化的厚膜半桥DC/DC变换器的设计。
2 厚膜DC/DC线路拓扑的选择目前国内外厚膜电源的线路拓扑：国内外一般采用单端反（正）激式、双端反（正）激式、有源钳位反（正）激式、推挽式、半桥式，通过电参数，对各种拓扑的优缺点进行的对比，以及国产化各种脉宽调制器和功率器件的选型，最终选用半桥电路对本产品进行设计。
2.1半桥DC/DC变换器的电路本设计中的DC／DC变换器采用拓扑为半桥式结构，半桥变换器对变压器的利用率高，不需要辅助复位电路，功率传输能力强，电路平衡对称，比较适合输入电压36V～72V的厚膜DC／DC变换器的设计。
如图3-1所示，工作原理：稳态条件下，在C1=C2，Q1导通时， C1上的Vin加在原边线圈上，流过负载电流Io折算至原边电流加上磁化电流。
经占空比所定时间后，Q1关断,此时，由于原边绕组和漏电感的作用，电流继续流入原边绕组黑点（同名端）。
但B接点摆动到负电位（A为0电位）。
如果原边绕组漏电感储存的能量足够大时，二极管D2将导通，钳位电压进一步变负。
DCDC变换器的设计方案
一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制设计方案一、设计任务：设计一个将220VDC升高到600VDC的DC-DC变换器。
在电阻负载下，要求如下：1、输入电压=220VDC，输出电压=600VDC。
2、输出额定电流=2.5A，最大输出电流=3A。
3、当输入在小范围内变化时，电压调整率SV≤2%（在=2.5A时）。
4、当在小范围你变化时，负载调整率SI≤5%（在=220VDC时）。
5、要求该变换器的在满载时的效率η≥90%。
6、输出噪声纹波电压峰-峰值≤1V（在=220VDC，=600VDC，=2.5A条件下）。
7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流设定在3A。
8、设计相关均流电路，实现多个模块之间的并联输出。
二、设计方案分析1、DC-DC升压变换器的整体设计方案图1 DC-DC变换器整体电路图如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示，该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成；开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统，是相对输出电压的自动调整。
控制电路单元以SG3525为核心，精确控制驱动电路，改变驱动电路的驱动信号，达到稳压的目的。
2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
图2（a）DC-DC变换器主电路图2（b）DC-DC变换器主电路图2（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成；图1（b）是用matlab模拟出的升压式DC-DC变换器的主电路图。
其中开关变换电路主要由绝缘栅双极型晶体管IGBT、储能电容C和RC 放电电路组成；高频变压器电路由一个工作频率为20KHz的升压变压器和一个隔直电容组成；整流电路部分采用桥式整流的设计方案，由四个快速恢复二极管构成，实现将逆变产生的纹波电流变换为直流方波电流；输出滤波电路采用LC滤波电路的设计方案。
一种新型半桥谐振DC_DC变换器的设计与实现
·产品与市场·图1半桥型电压箝位ZCS 谐振DC-DC 变换器电路Fig.1DC-DC convertor circuit ofhalf bridge ZCS resonance withvoltage clamp U C1C1D21iD21i L21L21L22i L22Lo1Lo2U 0D11L12U SW1SW1i D11i SW1COECOi Pi D12L11U SW2i SW2C2SW2D22D12U C1i SC3Ro1i 0U outT 收稿日期：2008－07－08作者简介：李定珍(1972-)，女，河南南阳人，副教授，硕士研究生。
主要从事电力电子、电气自动化控制的教学和仪器的研发工作；郭海针(1973-)，女，河南新乡人，讲师，硕士研究生。
研究方向：电力电子技术与自动化控制。
一种新型半桥谐振DC-DC 变换器的设计与实现李定珍1，郭海针2（1.南阳理工学院，河南南阳473004；2.河南机电高等专科学校，河南新乡453000）0引言PWM 型DC-DC 变换器的应用随着电力电子技术的快速发展日益广泛。
目前高性能、高效率、小型化和轻量化越来越是各类PWM 型DC-DC 变换器追求的目标。
而软开关技术是电力电子装置，特别是直流变换装置向高频化、高功率密度化方向发展的关键技术。
半桥变换器因所用开关器件少，开关管电压应力不高。
驱动简单，抗电路不平衡能力强，已在中小型逆变器中得到广泛应用。
半桥零电流转换谐振技术相对于其它零电流技术，具有很大的优越性。
因此本文介绍了一种由串联谐振逆变器电路构成的零电流软件开关变换器。
本文将一种新型高速功率半导体器件B-SIT 应用到半桥谐振DC-DC 变换器电路中，成功实现了电压箝位半桥零电流谐振DC-DC 变换器的功能。
对B-SIT 和ZCS 谐振变换器电路的推广应用有一定的实用价值。
1双极型静电感应晶体管双极型静电感应晶体管（B-SIT ）是将SIT 和双极性器件BJT 的作用综合在一起，取各自优点而形成的一种新型快速功率半导体器件。
数字控制双向半桥DC-DC变换器的设计
1
1.1
随着科技和生产的发展，双向DC-DC变换器的需求逐渐增多。人们对它的研究越来越感兴趣。本章简单介绍了双向DC-DC变换器的原理和用途。针对双向DC-DC变换器的研究现状，阐明了开展双向DC-DC变换器研究的目的和意义。
1.2 双向
双向DC-DC变换器可广泛的应用于直流不停电电源系统、航天电源系统、混合电动汽车中的辅助动力供应系统、直流电机驱动系统及其它应用场合[1-3]。在这些需要能量双向流动的场合，两侧都是直流电压源或直流有源负载，它们的电压极性保持不变,希望能量双向流动，也就是电流的双向流动。这就需要双向DC-DC变换器。其结构如图1-1（a）所示，在两个直流电压源之间有一个双向DC-DC变换器，用于控制其间的能量传输[4]。I1和I2分别是V1和V2的平均输入电流。双向DC-DC变换器可以根据实际需要来控制能量的流动方向，即可以使能量从V1传输到V2(此时I1为负，而I2为正），也可以使能量从V2传输到V1（此时I1为正，而I2为负）。用通常的单向DC-DC变换器也可以实现能量的双向流动，但是这时就需要将两个单向DC-DC变换器反并联，因为通常的单向DC-DC变换器中主功率传输通路上一般都有二极管这个环节，因此能量经由变换器流动的方向只能是单向的。其结构图如图 1-1（b）所示，单向DC-DC变换器①被用来控制处理从V1到V2的能量流动，当需要能量反向流动时就使用单向DC-DC变换器②。与采用两个单向DC-DC变换器反并联来达到能量双向传输的方案相比，双向DC-DC变换器应用同一个变换器来控制能量的双向传输，使用的总体器件数目少，且可以更加快速地进行两个方向功率变换的切换。再者，在低压大电流场合，一般双向DC-DC变换器更有可能在现成的电路上使用同步整流器工作方式，有利于降低通态损耗。总之，双向DC-DC变换器具有效率高、体积小、动态性能好和成本低等优势。
《DCDC变换器》课件
提高电源系统的稳定性和 可靠性
降低电源系统的成本和维 护费用
提高电源系统的效率和性 能
提高电源系统的灵活性和 适应性
卫星电源系统：为 卫星提供稳定的电 源
航天器电源系统： 为航天器提供稳定 的电源
航空电子设备：为 航空电子设备提供 稳定的电源
导弹武器系统：为 导弹武器系统提供 稳定的电源
用于控制系统的电源供应 电机驱动和控制 传感器信号处理 工厂自动化设备的能源管理
数字化控制技术在DCDC变 换器中的应用
数字化控制技术的发展趋 势和挑战
软开关技术的概念：通过控制开关的导通和关断时间，实现开关的软切换，降低开关损耗。 软开关技术的分类：包括零电压开关（ZVS）、零电流开关（ZCS）和零电压零电流开关 （ZVZCS）。
软开关技术的应用：在DCDC变换器中，软开关技术可以提高变换器的效率和稳定性。
DCDC变换器广泛应用于各种 电子设备和电源系统中
它具有效率高、体积小、重 量轻等优点
实现直流电压的转换
为负载提供稳定的直流电压
添加标题
添加标题
用于分布式电源系统
添加标题
添加标题
提高电源利用效率和可靠性
按工作原理分类： 升压型、降压型 和升降压型
按输入输出电压 关系分类：隔离 式和非隔离式
按控制方式分类： 脉宽调制（PWM） 和脉冲频率调制 （PFM）
DCDC变换器的技 术发展
提高转换 效率：采 用新型拓 扑结构、 控制策略 等
降低损耗： 优化电路 设计、材 料选择等
提高稳定 性：采用 先进的控 制算法、 保护措施 等
提高可靠 性：采用 冗余设计、 故障诊断 等
提高集成 度：采用 模块化设 计、集成 电路等
数字控制双向半桥DC_DC变换器的设计
目录0 引言 (1)1 概述 (2)1.1研究内容 (2)1.2 双向DC-DC变换器的原理 (2)1.3 双向DC-DC变换器的应用 (3)1.3.1 不停电电源系统 (3)1.3.2 新能源发电系统 (4)1.3.3 电动汽车、各种重型车辆的车载电源系统 (5)1.3.4 蓄电池能量储备系统 (7)1.4 双向DC-DC变换器软开关技术现状 (7)1.5 本论文的目的和主要工作 (11)2 双向半桥DC-DC变换器的工作原理 (14)2.1 引言 (14)2.2 双向DC-DC变换器的工作原理 (14)3参数设计 (24)3.1 变压器漏感的设计 (24)3.2 输入电感的设计 (26)3.3 开关管应力 (26)3.4 隔直电容的选取 (26)3.5 半桥臂开关管并联电容的选取 (27)4 双向半桥DC-DC变换器的仿真分析 (28)4.2MATLAB简介 (28)4.3 闭环控制 (28)4.4 仿真分析 (30)5 双向半桥实现研究 (35)5.1 DSP芯片介绍 (35)5.1.1 DSP芯片的发展 (35)5.1.2 TMS320LF2407A芯片的介绍 (36)5.2控制电路原理 (37)5.3电源电路 (39)5.4采样电路 (40)5.5通讯电路 (42)5.6保护电路 (42)5.7 DC/DC变换器的驱动电路 (43)6控制系统软件设计 (45)6.1 主程序设计 (45)6.2 中断服务程序设计 (46)6.3 基于DSP的直接移相脉冲生成方法 (47)7技术经济性分析 (49)8 总结 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录B (64)0 引言电力电子技术是研究电能变换原理与变换装置的综合性学科，是电力行业中广泛运用的电子技术。
从上世纪60年代开始，电力电子技术作为一门新兴的学科得到迅速地发展，它是以研究和应用半导体器件来实现电力变换和控制的技术，是一门由电工、电力半导体器件以及控制技术相互交叉而出现的新兴学科。
数字控制双向半桥DC-DC变换器的设计精编版
对直流电机来说，可采用图1-6所示的双向DC-DC变换器直接驱动。对于交流电机、同步电机、永磁无刷电机等电机则采用间接驱动的方法，双向DC-DC变换器可以调节逆变器的输入电压，并使得回馈制动控制容易。近年来，一些低输入感抗的电机应用越来越多，主要得Байду номын сангаас于它的功率密度高、转动惯量低、转动平滑以及成本低等优点。但对于通常的固定电压驱动的方式来讲，低感抗必然意味着会出现大的电流纹波，同时造成大的铁耗和开关损耗，这时使用双向DC-DC变换器就可以解决这个问题。
1.4
硬开关双向DC-DC变换器在电流连续工作模式下会遇到严重的问题，这往往与有源开关器件(如MOSFET)的体内寄生二极管有关，因它关断过程中的反向恢复电流而产生的电流尖峰对开关器件有极大的危害。一种解决办法就是采用额外串并快速二极管的方法，这样在一定程度上减小了反向恢复电流，但不足之处是除了增加半导体器件外，还会增加变换器的通态损耗，对非高压应用场合中提高效率并没有贡献。由于双向DC-DC变换器的应用场合的特殊性，一般需要其体积尽可能减小，重量尽可能减轻。为提高其功率密度和动态性能，双向DC-DC变换器正向高频化方向发展，而高频化必需要解决好开关损耗问题。近年来，国内外在双向DC-DC变换器方面的研究重点也主要集中在这个方面：高频化的同时如何使用软开关技术降低其开关损耗，从而提高变换器的效率。
图1-6双向DC-DC变换器直接驱动直流电机
双闭环反馈控制半桥DC-DC变换器设计
双闭环反馈控制半桥DC-DC变换器设计吴晓光;羊彦【摘要】桥式拓扑广泛用于直流供电电压高于晶体管的安全耐压值的离线式变换器中,针对双闭环反馈控制半桥DC-DC变换器电路,为了得到稳定的直流电压、电流输出,采用电压闭环回路和电流闭环回路的反馈放大最终实现对半桥开关PWM 波信号的控制,进而影响半桥变换器的轮流导通MOS开关管的导通占空比的方法,通过闭环网络仿真实验和硬件电路功率实验,验证了双闭环反馈控制可以满足半桥电路3.6 kW功率输出的要求.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(022)016【总页数】4页(P100-102,105)【关键词】桥式拓扑;半桥控制;闭环反馈;轮流导通【作者】吴晓光;羊彦【作者单位】西北工业大学电力电子实验室,陕西西安710129;西北工业大学电力电子实验室,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TN99集成化的半桥驱动芯片具有体积小、可靠性高、效率高等优点，半桥电路广泛应用于电子镇流器、PWM电机驱动及其它直流电压DC-DC转换电路和直流交流电压DC-AC逆变电路中，随着科学技术的发展，半桥电路在电动汽车智能充电器，通信电源电路等方面得到了广泛的应用。
1 基本工作原理半桥式PWM DC-DC转换器，是由半桥式逆变器、高频变压器、输出整流器和直流滤波器等组成的。
半桥变换器的基本原理如下图1所示。
在半个周期内，其工作原理与单端正激变换器的工作原理类似。
设上半周期中，功率管S1导通、S2截止，则二极管D1正偏导通，二极管D2反偏截止；下半周期中，功率管S2导通、S1截止，则二极管D2正偏导通，二极管D1反偏截止。
电容C1和C2组成分压器，对输入电压进行分压。
在推挽变换器[1]中，变压器的每半边初级绕组只在半个周期中有电流流过，变压器利用率不高。
为了克服这个缺点，将推挽变换器的输入电源不直接接到初级绕组的抽头，而是把电源加在C1和C2组成的分压器上，这样变压器不需抽头就可以实现磁通换向，同时在整个周期里，初级绕组中都有电流通过，使变压器绕组得到了充分利用。
半桥式非隔离双向直流变换器设计
半桥式非隔离双向直流变换器设计
半桥式非隔离双向直流变换器是一种常见的电力电子转换器，
它可以实现直流电能的双向转换，常用于电力系统中的能量存储系统、电动车充放电系统等领域。
设计这样的变换器需要考虑多个方面，包括拓扑结构、控制策略、元器件选型、电路保护等方面。
首先，从拓扑结构的角度来看，半桥式非隔离双向直流变换器
通常由两个功率开关器件组成，可以实现直流电压的升降转换。
在
设计时需要考虑到功率开关的选型、电路的布局、散热设计等方面，以确保电路的稳定可靠工作。
其次，控制策略是设计中至关重要的一部分。
双向直流变换器
需要能够实现正向和反向的功率流动，因此控制策略需要能够准确
控制功率开关的开关时序，实现电压和电流的平稳控制。
常见的控
制策略包括PWM控制、电流控制、电压控制等，设计时需要根据具
体应用场景选择合适的控制策略。
在元器件选型方面，需要根据设计要求选择合适的功率开关器件、电感、电容等元器件，以及适合的驱动电路和保护电路，以确
保电路具有良好的性能和可靠性。
此外，电路保护也是设计中需要考虑的重要方面。
在实际应用中，电路可能会面临过流、过压、短路等异常情况，因此需要设计相应的保护电路，以保护电路和元器件不受损坏。
综上所述，设计半桥式非隔离双向直流变换器需要考虑拓扑结构、控制策略、元器件选型和电路保护等多个方面，需要综合考虑电路性能、可靠性和成本等因素，以实现设计要求并确保电路的稳定可靠工作。
DCDC半桥LLC谐振变换器设计软件
DCDC半桥LLC谐振变换器设计软件谐振变换器是一种常用于电源转换器的拓扑结构，能够实现高效的能量转换和稳定的输出电压。
为了更好地设计、优化和模拟谐振变换器，许多工程师和研究人员尝试开发各种设计软件。
DCDC半桥LLC 谐振变换器设计软件是其中一种。
本文将介绍该软件的功能和优势，并说明如何使用它来设计和仿真谐振变换器。
软件功能DCDC半桥LLC谐振变换器设计软件具有以下主要功能：1. 参数选择：该软件提供了一系列的参数选择，用户可以根据实际需求选择合适的参数。
例如，输入电压范围、输出电压、输出功率、谐振频率等参数都可以通过软件进行设置。
2. 工作状态预测：软件能够根据用户选择的参数，预测并显示谐振变换器在不同工作状态下的性能。
用户可以通过这个功能来了解系统的工作情况和稳定性。
3. 拓扑图绘制：软件能够根据用户设定的参数，生成DCDC半桥LLC谐振变换器的拓扑图。
这样，用户可以清楚地了解整个系统的组成和连接方式。
4. 参数计算：根据用户选择的参数和所需的输出，软件可以帮助用户计算出各个元件的参数。
这包括变压器、电感器、电容器等元件的选取和计算。
5. 性能仿真：软件还提供了谐振变换器的性能仿真功能。
用户可以通过这个功能，观察系统在不同参数下的输出特性、效率、波形等，从而优化和改进设计。
软件优势DCDC半桥LLC谐振变换器设计软件具有以下优势：1. 灵活性：该软件提供了多个参数供用户选择，用户可以根据设计需求自由调整参数，以满足不同应用场景和性能要求。
2. 简便性：软件操作简单直观，界面友好，即使对于初学者也容易上手。
用户只需按照指引逐步设置参数和选择功能，即可进行设计和仿真。
3. 准确性：软件内部采用了精确的计算模型和算法，能够根据用户输入的参数计算出准确的元件数值和系统性能。
这样有助于用户在设计阶段减少试错和避免错误。
使用指南以下是使用DCDC半桥LLC谐振变换器设计软件的简要指南：1. 打开软件并创建新项目。
电流模式控制半桥DC／DC变换器建模与设计
台１ ｋ Ｗ 样机 进行验 证 ， 实验 结果 证 明了理论 分析 的正确性 和可 行性 。
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ４ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — １ ０ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ０ — ０ ３
关键 词 ： 变 换 器 ；电 流 控 制 ；斜 坡 补 偿
芯 片 实现 双 闭环 控 制 。
Ｄ Ｃ＋
及时而 易损坏 。 为克服该缺点 ， 可将 电流信号取 自 变压器初级 。 反应 速度 快 。 保 护 信 号 与 正 在 流 过 开
压器 ， 对 输 入 电压 进 行 分压 。 这 两 个 电容 组成 一 个 桥臂， 用 两 个 开 关 管 组 成 另 一 个桥 臂 。 两 个 开 关 管 交 替 导通 。 其 中 电流采 样 信 号取 自变 压 器 初 级 ， 电
压 采 样 信 号 取 自输 出端 ．应 用 Ｕ Ｃ ３ ８ ４ ６作 为 控 制
电容 的 电压 。使 变 压 器 工 作 周 期 正 负半 周 伏 秒 平 衡， 在 中大 功 率 范 围 应用 广 泛 【 。但在 一些 高温 超 载运行时 ． 变 压器 磁 芯趋 于 饱 和 状 态 ． 会 产 生 过 大 的 电流 。 传 统线 路 电流 信 号 取 自整 流 输 出端 ． 系 统 存 在 延 迟 导 致 过 流 保 护 时 间延 长 ，开 关 管 关 断 不
．
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DCDC变换器的设计方案
DCDC变换器的设计方案DC-DC变换器是一种将直流电压转换成不同电压级别的直流电压的电子装置。
它是许多电子设备中不可或缺的一部分，其设计方案非常重要。
下面将介绍一种基本的DC-DC变换器设计方案。
首先，设计者需要明确变换器的目标和需求。
例如，确定输入电压范围、输出电压范围、输出电流要求和效率要求等。
这些指标将帮助确定所需的拓扑结构和器件选择。
接下来是选择合适的拓扑结构。
常见的DC-DC变换器拓扑包括降压和升压拓扑，如降压型Buck变换器、升压型Boost变换器和升降压型Buck-Boost变换器等。
根据具体的需求选择合适的拓扑结构。
然后，选择合适的主控元件。
主控元件通常是功率MOSFET或功率BJT晶体管。
它需要能够处理所需的输入电压和输出电流，并能够实现所需的开关频率。
同时，选择合适的主控元件还需要考虑其开关损耗和导通损耗，以提高效率。
在接下来的设计过程中，需要选择合适的输出滤波元件，以滤除开关电压的高频噪声并提供稳定的输出电压。
常见的输出滤波元件包括电感和滤波电容。
合理选择滤波元件的参数可以减小输出电压的纹波和提高稳定性。
此外，设计中还需要考虑保护电路。
保护电路可以防止过电流、过温和短路等故障情况的发生。
这些保护机制通常包括过电流保护、过温保护和短路保护。
最后，设计者需要进行仿真和测试。
使用专业的电子电路仿真软件可以模拟电路性能，包括输入输出电压、电流波形和效率等。
在仿真过程中，设计者可以优化电路参数以满足要求。
完成仿真后，需要进行测试以验证设计的正确性和可靠性。
总之，DC-DC变换器的设计方案需要明确目标和需求，选择合适的拓扑结构和主控元件，设计适当的输出滤波元件和保护电路，并经过仿真和测试验证其性能。
合理的设计方案可以实现高效、稳定和可靠的DC-DC变换器。
DCDC半桥LLC变换器谐振设计优化系统
DCDC半桥LLC变换器谐振设计优化系统DCDC半桥LLC变换器作为一种常见的电力转换器，广泛应用于工业电源、电动汽车充电器和太阳能发电系统等领域。
而谐振电路设计是DCDC半桥LLC变换器中非常重要的一部分，对系统的性能和效率具有重要影响。
因此，本文介绍了一种针对DCDC半桥LLC变换器谐振电路的设计优化系统。
一、DCDC半桥LLC变换器概述DCDC半桥LLC变换器是一种输入电压与输出电压之间存在隔离的DCDC变换器，由半桥电路和LLC谐振电路组成。
半桥电路具有较高的开关频率和效率，而LLC谐振电路能够降低开关损耗和输出滤波要求，提高系统的稳定性。
因此，DCDC半桥LLC变换器在高功率应用中具有广泛的应用前景。
二、谐振电路设计要点1. 谐振电感设计：谐振电感的选择应根据输出功率和开关频率来确定。
较高的开关频率可以选择较小的谐振电感，而较大的输出功率则需要较大的谐振电感。
通过合理选择谐振电感，可以降低开关损耗和滤波要求。
2. 谐振电容设计：谐振电容用于形成谐振回路，降低输出谐波和EMI干扰。
选择合适的谐振电容可以提高系统的性能和稳定性。
通常情况下，谐振电容的取值范围应根据系统的输出功率和开关频率来确定。
3. 耦合电感设计：耦合电感用于实现能量传递和匹配谐振电流。
正确设计耦合电感的参数可以提高系统的效率和转换性能。
合适的耦合电感参数可以通过仿真和实验来确定。
4. 开关管选择：开关管的选择应考虑开关速度、损耗和可靠性等因素。
一般来说，较高频率的DCDC半桥LLC变换器需要选择响应速度较快的开关管。
5. 驱动电路设计：驱动电路用于控制开关管的开关动作。
合理设计驱动电路可以提高系统的响应速度和稳定性。
常见的驱动电路包括光耦隔离和脉冲变形等。
三、设计优化系统介绍为了更好地设计和优化DCDC半桥LLC变换器的谐振电路，本文提出了一种设计优化系统。
该系统基于仿真和实验数据，可以根据输入功率、输出功率和要求的性能指标，自动优化谐振电路的参数。
llc谐振半桥dc-dc变换器的研究
llc谐振半桥dc-dc变换器的研究LLC谐振半桥DC-DC变换器是一种高性能的直流电压变换器。
在电力电子领域中，它被广泛应用于交直流嵌入式系统、智能电网等领域，成为大型工业以及家用电力电子设备的关键部件之一。
LLC谐振半桥DC-DC变换器的工作原理是利用谐振技术来实现高效率和高性能的转换。
该变换器的特点是随着输出电压和电流的变化，其输出电容也随之变化，从而实现与输入电压的匹配。
其工作原理如下：当开关管开启时，变压器一端的电流将开始增加。
直到电流达到磁芯饱和后，电流便会开始下降。
在此过程中，输出电压已经通过谐振电容形成了一个反相信号，而这个信号将保持输出电流的连续性，并且减小磁芯的压力，从而减少了损耗。
LLC谐振半桥DC-DC变换器的优点如下：1. 高效率：利用谐振技术来实现高效率的直流电压变换。
相对于传统的电感电容变换器，其效率可提高10％以上。
2. 高可靠性：LLC谐振半桥DC-DC变换器的高可靠性主要由于其工作原理实现了零电压开关功能。
这不仅可以避免开关管直接受到电压冲击，而且还可以实现高功率密度的设计。
3. 适应性强：LLC谐振半桥DC-DC变换器能够应对多种输入电压，从而保证了其在应用中的灵活性和适应性。
4. 无噪音：LLC谐振半桥DC-DC变换器的无噪音性质可以避免在应用中产生干扰和损坏附加设备。
5. 小尺寸：相对于传统的变压器和反馈电路，在相同功率下，LLC谐振半桥DC-DC变换器尺寸更小，更适用于小型设备中应用。
因此，LLC谐振半桥DC-DC变换器成为了电力电子行业中不可或缺的部分。
在未来，它将不断优化，并广泛应用于各种直流电压变换领域中。
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半桥式D C D C变换器设计公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]半桥式DC-DC变换器设计【摘要】近年来，随着电力电子器件、控制理论的发展和人们对电源性能要求的提高，电力电子技术引起了学者们的广泛关注。
目前一些发达国家正逐渐把电力变换技术广泛应用于民用工业领域，我国在这一领域的研究起步较晚，但随着国民经济的发展，适合于不同要求的各种变换器越来越引起科研人员的关注。
本文通过对Buck变换器的电路结构和工作原理进行分析，设计出一种半桥式DC-DC变换器，并采用闭环控制方法，将恒定的400V直流输入变为稳定5V 的直流输出，保证了系统的供电性能。
最后利用Matlab工具对所设计的电路进行仿真,仿真结果验证了所设计系统的有效性。
半桥式DC-DC变换器由于电路结构简单，功率器件少且功率管上受到的电压应力小，在中小功率场合得到了较为广泛的应用。
本文为进一步研究和开发相关产品提供借鉴。
【关键词】Buck 半桥 DC-DC MATLAB【ABSTRACT】In recent years, with the development of power electronic devices，control theory and the increasing demand of high-quality power supply, power electronics technology has aroused widely attention from scholars. Power electronics technology is used gradually in civilian industrial areas in some developed countries. With the national economic development, the variousconverters for different requirements are developed and the related technology is studied by scientist and scholar.In this paper, the Buck circuit structure and working principleare analyzed and a half-bridge DC-DC converter is designed. The designed converter uses closed loop control scheme and realized the function that the power form is converted from 400 V DC voltage to5 V DC voltage. The output voltage is stable and the performance ofthe designed converter is ensured. Simulation study was carried outand effectiveness of the designed converter is verified bysimulation results.【Key words】Buck half-bridge DC-DC MATLAB目录1 绪论 (1)研究背景 (1)变换器简介 (2)本文研究的内容 (3)2半桥式DC-DC变换器的工作原理 (4)半桥式DC-DC变换器的基本电路图及工作原理 (4)B UCK变换器 (6)线路组成 (6)工作原理 (7)带变压隔离器的DC-DC变换器拓扑 (9)3半桥式DC-DC变换器的系统设计 (15)电路参数的计算与选取 (15)闭环的控制方法与实现 (23)PWM的调制方法 (23)PID控制器 (24)PID控制器的参数整定 (26)闭环控制方法与实现 (26)4 MATLAB/SIMULINK仿真 (28)MATLAB/SIMULINK (28)半桥DC-DC变换器系统仿真模型的建立 (29)开关管控制脉冲仿真模块的建立 (31)实际系统仿真模块的搭建 (37)结束语 (41)参考文献 (42)致谢 (43)1 绪论研究背景随着科技的发展，在人们的日常生活中，电力已成为与生产生活息息相关的一部分，在各个场合，人们都需要各式各样的电力来为其服务，然而并不是所有的电力都能在一开始就能满足需要，于是就要求有电力变换的过程。
直流-直流变换器（DC-DC）作为一种应用广泛变换器广泛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，涉及到国民经济的各行各业。
按额定功率的大小来划分，DC-DC可分为750W以上、750W～1W和1W以下3大类。
进入20世纪90年代，DC-DC变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高，其中6W～25W DC-DC变换器的增长率最高，这是因为它们大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。
由于微处理器的高速化，DC-DC变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势，所以251W～750W的DC-DC变换器的增长率也是较快的，这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备，DC-DC变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。
DC-DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。
用直流斩波器代替变阻器可节约20％～30％的电能。
直流斩波器不仅能起到调压的作用(开关电源)，同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
DC/DC变换器现已商品化，模块采用高频PWM技术，开关频率在500kHz左右,功率密度为cm3～cm3。
随着大规模集成电路的发展，要求电源模块实现小型化，因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构。
目前，已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块，功率密度有较大幅度的提高。
电子产业的迅速发展极大地推动了开关电源的发展。
高频小型化的开关电源及其技术已成为现代电子设备供电系统的主流。
在电子设备领域中，通常将整流器称为一次电源，而将DC/DC变换器称为二次电源。
一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标值为48V的直流电源。
目前，在电子设备中用的一次电源中，传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代，高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT实现高频工作，开关频率一般控制在50kHz～100kHz范围内，实现高效率和小型化。
因为电子设备中所用的集成电路的种类繁多，其电源电压也各不相同,在电子供电系统中，采用高功率密度的高频DC/DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压，可以大大减小损耗、方便维护,且安装和增容非常方便。
一般都可直接装在标准控制板上，对二次电源的要求是高功率密度。
因为电子设备容量的不断增加，其电源容量也将不断增加。
变换器简介无论时那一种DC/DC变换器，主回路使用的元件只是电子开关、电感、电容。
电子开关只是迅速地开通，快速地关断这两种状态，并且快速地进行转换。
只有力求快捷，使开关快速的渡过线性放大区，状态转换引起的损耗才小。
目前使用的电子开关多是双极型晶体管，功率场效应管，逐渐普及的有IGBT管，还有各种特性较好的大功率开关元件，例如SITH（静电感应晶闸管）和MCT（场控制晶体闸流管）。
变换器有以下几类分类方式：（1）正激变换器在Buck电路的开关管与续流二极管之间加入变压隔离器便得到一个单端正激变换器。
由于在开关管关断时，电压有尖刺，输出电压有纹波，故多在小功率场合得到应用。
（2）反激变换器是由Buck-Boost推演并加变压隔离器后得到的。
它的电路简单，能够高效提供直流输出，因此在要求有多组直流输出电压时特别常用，它的缺点是关断时电压有尖刺，输出纹波电压过大，通常输出功率在250W以下，电压和负载调整率要求在5%-8%左右。
（3）推挽变换器带中心抽头变压器原边两组线圈轮流工作的线路一般称为推挽线路。
由于功率开关管电压应力两倍与电源电压V，而且主s变压器原边利用率也不如全桥、半桥那样高，输出电压随输入电压和负载变化而变化。
但是在低输入电压（如48V）时，推挽电路比半桥或全桥优越。
因为任何时候最多只有一个开关元件工作，对于输出相同功率，开关损耗比较小。
所以推挽在低压输入的大功率变换器（1000W）得到广泛应用。
（4）半桥式变换器由两个电容器和两个开关管组成两个桥，桥的对角线接变压器的原边绕组，故称半桥变换器。
半桥式变换器减小了原边开关管的电压应力，结构简单，功率器件少，所以在中小功率场合得到广泛应用。
（5）全桥式变压器主变压器只需要一个原边绕组，通过正、反向的电压得到正、反向磁通，副边有一个中心抽头绕组采用全波整流输出。
因此变压器铁心和绕组的最佳利用，使效率、功率密度得到提高。
功率开关在非常安全的情况下运作。
在一般情况下，最大的反向电压不会超过电源电压V，四个能量回复（再生）二极管能消除一波分由漏感产生s的瞬间电压。
这样无需设置能量恢复绕组，反激能量便得到回复利用。
但是，它需要较多的功率原件，成本提高，电路略显复杂，在导通的回路上，至少有两个管压降，因此功率消耗变大，适用于高压离线开关电源系统。
本文设计电路将400V恒定直流输入变为5V稳定直流输出，输出功率较低，所以我们采用半桥式变压器。
本文研究的内容本文研究的内容主要包括：(1) 研究半桥式DC-DC电力变换电路的工作原理。
(2) 研究PWM调制方法的机理和半桥式DC-DC变换电路的控制方法。
(3) 设计从400V 到5V的半桥式DC-DC变换器。
(4) 采用MATLAB工具对所设计系统进行仿真研究。
2半桥式DC-DC变换器的工作原理半桥式DC-DC变换器的基本电路图及工作原理半桥式DC-DC变换器是由Buck基本变换器串入半桥式变压隔离器派生而来的。
因为减小了原边开关管的电压应力，且电路结构简单，在中小功率上得到广泛应用，所以半桥式变换器是离线开关电源较好的拓扑结构。
下边就对半桥DC-DC变换器的工作原理进行分析。
为了分析稳态特性，简化推导过程，首先假定：（1）开关晶体管、二极管均为理想元件。
也就是可以瞬间的导通和截止，而且导通时的压降为零，截止时的漏电流为零。
（2）电感、电容是理想元件。
电感工作在线性区而未饱和，寄生电阻为零，电容的等效串联电阻为零。