零电压零电流开关PWMDC／DC全桥变换器的分析
一种新型零电压零电流开关移相全桥变换器
全 桥 变 换 器 拓 扑 是 目前 Ｄ ／ 变 换 器 中最 常 ＣＤＣ
滞 后桥 臂轻 负 载时 的零 电压开 通 和重负 载 时的零 电流开 通 ． 电感 和 电解 电容 Ｃ 、 ２ 。 Ｃ 是辅 助 电路 的主要 组成 部 分 ．
用 的电路 拓扑 之一 ， 是 应用 最广 泛 的全桥 移 相 也 变换器 ． Ｊ目前采用的有限双极性控制方式的Ｚ Ｚ Ｓ Ｖ Ｃ
２ 稳 态分析
图２ 为新 型 Ｚ Ｚ Ｓ 相 全桥 变换 器 的工作 波 Ｖ Ｃ 移 形 ．为 了分析 稳定 状态 时 变换 器 的工作 过程 ，假 设 ： 所 有 开关管 ， ① 二极 管均 为无 损 耗理 想器 件 ； ② 所 有 电感 、电 容 和 变 压 器 均 为 无 损 耗 理 想 元 件 ；③ Ｃ ＝Ｇ： ：Ｇ， ＝Ｃ ， ８＝ ＝Ｃ ；④ ２ ＝ ｓ Ｃ ａ 个变 压器 的转换 比、 磁 电感和 漏感 相 同 ， ： 励 即
摘
要 ： 了解 决传 统 零 电压 零 电流 开 关 （Ｖ Ｃ ） ＷＭ Ｄ ／ 为 Ｚ Ｚ ＳＰ ＣＤＣ变换 器 滞后 桥 臂 零 压 范 围较 小 、 流 损 耗 环
大 的 问题 ， 用 串联 双 变压 器 、 后 桥 臂 带辅 助 网络 和 倍 压 整 流 电路 ， 出 了一 种新 型零 电压 零 电 流移 相 全 桥 采 滞 提 变换 器． 先 分析 了变换 器在 稳 态下 的各 种 工 作 状 态 ， 出 了相 关计 算 公 式 ， 制作 了一 台 实验 样 机 进 行 原 理 首 给 并 验证． 实验 结 果 表 明 ： 变换 器 能 够在 较 宽 的 负载 范 围 内 实现 滞后 桥 臂 的 零 电压 开通 ， 载 下 实现 零 电流 开通 ， 该 重
从 而极 大地 降 低 高频 电路 初 级 开 关 损 耗 和 次 级 电磁 干 扰 ．
DC-DC变换器讲解学习
输入输出关系：
图3-6 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
U otto ofnf ETt otn onE1 E （2-49）
3-25
2.1.5 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
Zeta斩波电路原理
V处于通态期间，电源E经开关
V向电感L1贮能。
V关断后，L1－VD－C1构成振
荡回路， L1的能量转移至C1，
电压源 电压源的变换
o
t
b)
图3-4 升降压斩波电路及其波形
a）电路图
b）波形
3-20
2.1.4升降压斩波电路和Cuk斩波电路
稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即
数量关系
T
0 uL dt 0
（2-39）
V处于通态
V处于断态
uL = E
EtonUotoff
uL = - uo
（2-40）
能量全部转移至C1上之后，VD
b) Zeta斩波电路
关断，C1经L2向负载供电。
输入输出关系：
Uo
1
E
图3-6 Sepic斩波电路 和 Zeta斩波电路 （2-50）
相同的输入输出关系。Sepic电路的电源电流和负载电流均
连续，Zeta电路的输入、输出电流均是断续的。
两种电路输出电压为正极性的。
3-26
t1 E
I 20
t2
E
t
O
EM
t
c) 电流断续时的波形
图3-1 降压斩波电路得原理图及波形
3-4
2.1.1 降压斩波电路
数量关系
电流连续
负载电压平均值：
Uoton t otnof
PWMDCDC全桥变换器的软开关技术
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
u t t
u i 0 P 0
u
i t t
u i 0 P 0
i
a）软开关的开通过程
b）软开关的关断过程
图6－2 软开关的开关过程
DC/DC全桥变换器
DC/DC全桥变换器由全桥逆变器和输出整流滤波 电路构成:
DC/DC全桥变换器--全桥逆变器及其控制
Q1~Q4，D1~D4 Tr K=N1/N2
控制方式: 双极性 有限双极性 移相控制方式
关断时间错开切换放式—滞后桥臂的软开关实现
PWM DC/DC全桥变换器软开关的实现原则
PWM DC/DC全桥变换器的两类软开关方式
小结
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
• 前面讨论了滞后桥臂的零电压关断,即电容的存在可以实现零电 压关断,现在关心的是开关管开通的情况. • 下面先讨断切换方式
Q1,Q4关断,原边电流给C 1和C4充电,同时C2和C3 放电,限制Q1,Q4的电压 上升率,实现软关断。 当C1和C4电压上升到Vin 时,C2和C3电压下降到零 .此时D2,D3导通,为Q2， Q3提供零电压开通的条 件。 但是此时如果开通Q2和Q 3，在AB两点 出现的就 是占空比为1的交流方波 电压
PWM DC/DC全桥变换器的控制策略族
PWM DC/DC全桥变换器的控制策略族
一种新型零电压、零电流全桥PWM DCDC变换器的研制.
江苏大学硕士学位论文一种新型零电压、零电流全桥PWM DC/DC变换器的研制姓名：凌俊杰申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：刘星桥20050611江苏大学硕士学位论文摘要移相全桥零电压、零电流（ＰＳ－ＦＢ．ＺＶＺＣＳＰＷＭ）变换器在原边电压过零期间复位原边电流，实现超前桥臂零电压开关，滞后桥臂零电流开关，从而克服了移相全桥零电压（ＰＳ．ＦＢ—Ｚｖｓ．ＰｗＭ）变换器的明显不足。
国内外先后提出了多种不同的拓扑结构，但都尚存在诸如：损耗增加、控制困难、制造工艺复杂等问题。
本文提出的一种利用耦合输出电感的新型次级箝位ＺＶＺＣＳ—ＰＷＭ变换器与目前各，中ｚｖｚｃｓ．ＰＷＭ电路拓扑相比较：采用了无损耗元件及有源开关的简单辅助电路；副边整流二极管的电压应力和传统的硬开关电路一样小；轻载时筘位电容的充、放电电流能根据负载情况自动调整，可保证在很宽的负载范围内变换器都有高效率；辅助回路二极管Ｄ可以实现软关断，因而反向恢复影响小。
论文分析了该新型变换器的工作原理，提出了参数设计依据，进而推导了变换器各种状态时的参数计算方程；运用Ｐｓｐｉｃｃ９．２电路专用仿真软件成功地对变换器工作特性进行了仿真，分析了各参数对变换器性能的影响，并得出了变换器的优化设计参数；最后研制出基于该新型拓扑的１千瓦移相控制零电压、零电流软开关电源，给出了其主电路、控制电路、保护电路及高频变压器等的设计过程，并在实验样机上测量出实际运行时的波形及变换器效率。
理论分析与实验结果证明：该变换器拓扑能在１／３负载以上范围内实现超前桥臂的零电压开关，在任意负载下实现滞后桥臂的零电流开关；在很宽的负载范围内都具有商效率：尤其适合以ＩＧＢＴ作为主功率开关管的高电压、大功率功率变换，具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。
关键词：软开关零电压．零电流开关（ＺＶＺＣＳ）移相控制全桥变换器江苏大学硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＦｈａｓｅ—ｓｈｉｆｔｅｄｆｕｌｌ—ｂｒｉｄｇｅｚｅｒｏ・ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｏｎｖｅｒｔｅｒｚｅｒｏ－ｃｕｒｒｅｎｔ—ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＺＶＺＣＳ）ＰＷＭｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅＺＶＳｒｅｓｅｔｓｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｃｕｒ／ｅａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｒｅｅｗｈｅｅｌｉｎｇｐｅｒｉｏｄａｎｄｔｈｅＺＣＳｏｆｏｆｌｅａｄｉｎｇ－ｌｅｇｓｌａｇｇｉｎｇ・ｌｅｇｓ，ｗｈｉｃｈｏｖｅｒｃｏｍｅｓＳＯｍｅｏｂｖｉｏｕｓｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔｅｄｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅｚｅｒｏ－ｖｏｌｔａｇｅ・ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＺＶＳ）ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ．ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｔｏｒｅｓｅｔｐｒｉｍａｒｙｃｕｒｒｅｎｔｈａｖｅｓｏｍｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｓｕｃｈ船ｌｏｓｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｎｏｌｏｇｙ，ｅｔｃ—ＡｎｏｖｅｌＺＶＺＣＳｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｎｅｉｔｈｅｒｌｏｓｓｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｎｏｒｕｓｅｓａｃｏｕｐｌｅｄｏｕｔｐｕｔｉｎｄｕｃｔｏｒ．ａｕｘｉｌｉａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｔｈａｔｓｔｒｅｓｓｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ．ａｓｉｍｐｌｅａｃｔｉｖｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｉｓｕｓｅｄ．ＴｈｅｖｏｌｔａｇｅｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｒｅｃｔｉｆｉｅｒｄｉｏｄｅｉｓｋｅｐｔａＳ．ｓｍａｌｌａＳ．ｔｈａｔｏｆｈａｒｄ—ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｏｃｈａｒｇｅｃｌａｍｐｉｎｇｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｉｓｓｅｌｆ－ａｄｊｕｓｔｅｄｏｖｅｒｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｌｏａｄａｔｌｉｇｈｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｇｕａｒａｎｔｅｅｓｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｉｄｅｌｏａｄｒａｎｇｅ．Ｄｉｏｄｅ现ｏｆａｕｘｉｌｉａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｉｓｓｏｆｔｌｙｃｏｍｍｕｔａｔｅｄａｎｄｉｔ’Ｓｏｆｒｅｖｅｒｓｅｒｅｃｏｖｅｒｙｉｓｍｉｎｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｎｏｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒ－ｄｅｓｉｇｎａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｕｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓａｔｐｅｒｆｏｒｍｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｓａｒｅｄｅｄｕｃｅｄ．ＡｓｉｍｕｌａｔｉＯｉｌ．ｉｓａｎａｌｙｚｅｏｎｔｈｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ’ＳｗｏｒｋｍｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｓｉｎｇＰｓｐｉｃｅ９．２，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ’ｅｆｆｅｃｔｓｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄ．ＯｎｅＩＫＷＺＶＺＣＳｓｏｆｔ—ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｂａｓｅｄｔｈｉｓｔｏｐｏｌｏｇｙｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔ，ｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｒｃｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｌａｓｔｌｙ，ｗｏｒｋｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｄｏｎａｎｄｈｉ曲。
软开关PWM DCDC全桥变换器的实现策略
软开关PWM DC/DC全桥变换器的实现策略阮新波严仰光摘要系统地提出PWM DC/DC全桥变换器的两类软开关方式，ZVS方式和ZVZCS方式。
针对这两类方式，分别提出各自的实现策略。
关键词：全桥变换器脉宽调制控制策略软开关技术Realization Strategies for Soft-Switching PWM DC/DC Full-Bridge ConvertersRuan Xinbo Yan Yangguang(Nanjing University of Aeronautics & Astronautics210016China)AbstractThis paper proposes two kinds of soft-switching techniques for PWM DC/DC full-bridge converte rs:Zero-Voltage-Switching (ZVS)and Zero-Current-Switching(ZCS).The realization strategies for the two kinds of soft-switching techniques are proposed.Keywords：Full-bridge converter Pulse-width-modulation Control strategySoft-switching technique1引言在文献［1］中，我们知道，PWM DC/DC全桥变换器有9种控制方式。
根据斜对角的两只开关管的关断情况，这9种控制方式可分为两类，一类是斜对角的两只开关管同时关断，此时会出现+1/-1和-1/1的切换方式，不能实现软开关；一类是斜对角的两只开关管的关断时间相互错开，一只先关断，一只后关断，即引入超前桥臂和滞后桥臂的概念，可以实现软开关。
超前桥臂的开关方式是+1/0和-1/0切换方式，只能实现ZVS，而且容易实现ZVS；滞后桥臂根据0状态的工作模式不同存在两种软开关方式，0状态有两种工作模式，电流恒定模式和电流复位模式。
基于移相全桥软开关技术的应用
基于移相全桥软开关技术的应用引言随着科技的发展，电力电子设备不断更新，电源称为了现代工业、国防和科学研究中不可缺少的电气设备。
为了触发、驱动开关变换器的功率开关管，研制适应越来越高性能要求的开关电源，近年来出现了PWM（脉宽调制）型变换器。
PWM技术应用广泛，构成的变换器结构简单，它对常用的线性调节电源提出挑战，在减小体积的同时获取更大的功率密度和更高的系统效率[1,2]。
为了拓展开关电源的应用场合，电源工作频率逐渐提高，高频化成为其重要发展方向，同时也是减小开关电源尺寸的最有效手段。
然而高频PWM变换器在传统硬开关方式工作下，功率管损耗较为严重，系统效率不高，随着开关频率的逐步提高，损耗相继增大[3,4]。
为此，必须采取措施以提高高频开关变换器的效率，人们研究了软开关技术，除了减小开关损耗外，软开关技术应用还大大降低了开关噪声、减小了电磁干扰。
软开关技术概况及发展目前广泛应用的DC-DC PWM功率变换技术是一种硬开关技术。
所谓“硬开关”是指功率开关管的开通或者关断是在器件上的电压或者电流不等于零的状态下进行的，即强迫器件在其电压不为零时开通，或电流不为零时关断。
调高开关频率是开关变换技术的重要的发展方向之一。
其原因是高频化可以使开关变换器的体积、重量大为减小，从而提高变换器的功率密度。
为了使开关电源能够在高频下高效率的运行，高频软开关技术不断的发展，所谓“软开关”指的零电压开关（Zero Voltage Switching, ZVS）或零电流开关（Zero Current Switching, ZCS）[5]。
它是应用谐振原理，使开关变换器的开关器件中电流（或电压）按正弦或准正弦规律变化，当电流自然过零时，使器件关断；或者电压为零时，使器件开通，实现开关损耗为零。
再加入一些说明移相全桥DC-DC技术传统的全桥（full-bridge简称FB）PWM变换器适用于输出低电压、大功率的情况，以及电源电压和负载变流变换大的场合。
基于ARM控制的1KW零电压零电流全桥DC／DC变换器的设计
基于ARM控制的1KW零电压零电流全桥DC／DC变换器的设计【摘要】软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术，已成为现代电力电子技术研究的热点之一。
本文设计了以ARM芯片LPC2210为核心的数字化反馈控制系统，通过软件设计实现了PWM移相控制信号的输出；运用Pspice9.2软件成功地对变换器进行了仿真，分析了各参数对变换器性能的影响，并得出了变换器的优化设计参数；最后研制出基于该新型拓扑和数字化控制策略的1千瓦移相控制零电压零电流软开关电源，给出了其主电路等的设计过程，并在实验样机上测量出了实际运行时的波形。
【关键词】软开关；零电压-零电流开关（ZVZCS）；移相控制；ARM；LPC2210全桥变换器现代电源技术是应用电力电子半导体器件，综合自动控制、微处理器技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。
在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用，是现代电力电子技术的具体应用。
功率变换器（Power Converters）是开关电源的核心部分，为了实现电源装置的高性能、高效率、高可靠性、减小体积和重量，必须实现开关管的软开关（Soft Swit-ching）。
软开关变换技术是近年来电力电子学领域中的热门话题，软开关技术的深入研究及广泛应用，使电力电子变换器的设计出现了革命性的变化。
随着DSP、ARM等电子芯片的小型化、高速化，开关电源的控制部分正在向着数字化方向发展。
数字化使开关电源控制部分的智能化、零件的共通化、电源动作状态的远距离监测成为可能。
一、新型次级箝位ZVZCS全桥变换器的拓扑结构本文介绍的新型次级箝位ZVZCS-PWM变换器如图1所示，其中变压器副边采用中央抽头结构，全波整流方式。
变换器采用移相控制，由于输出电感参与了超前桥臂的谐振，所以在原边串联电感很小的情况下也可以给超前臂开关管、并联电容、来实现零电压开关。
辅助电路是在输出滤波电感磁芯上增加一个绕组，当原边向副边传送能量时，由增加的绕组经辅助回路给箝位电容充电。
零电压_零电流PWM软开关技术研究
图 6 图 5 电路的改进 (a) 上臂的简化; (b) 下臂的简化
图 7 优化的零电流2零电压全桥 PWM 变换器
3 状态与能量分析
在简化后的电路图 7 中, 谐振电感L r 为 S1～ S4 提供零电流开启的条件, C r1、C r2 分别为 S1、S2 和 S3、 S4 提供零电压关断的条件。C E 储存每个工作周期内 L r、C r 中的能量, 并通过 L E1或 L E2, D x 将这部分能量 无损地回授到 V in。
iL E1 ( t)
=
V CE (t L E1
t0)
(1)
注意到此时 C r1 上电压为- V CE, C r2 上电压为 V in, L r 中电流为 I 0。
假设 t1 时 T ON 时间结束, S1、S4 断开, 此时的电
流回路为 L E1→D 5 →D 2 →C r1 →L E1, 维持 iL E1 并对 C r1 充电; C r2→D 3→L r→C E →D 2→C r1→I 0→C r2, L r 中能 量向 C E 转移, 使 L r 中电流减小, 同时 C r2 放电, 其电 压转移到 C E 和 C r1上。又由于 C E µ C r1, 因此使 C r1电 压上升。 此时 S1 和 S4 上电压变化为
以下对软开关的工作过程和能量转换情况进行
分析。
假设 t0 时开关 S1、S4 导通, 则如前文所述, 在 S1 中不仅有工作电流 I 0, 还有部分 C E 能量将通过它进 入L E1。此时的两个电流回路为V in→L r→S1→I 0→S4 →V in, 提供输出电流 I 0: C E →S 1 →L E1 →D 5 →C E , 为 C E 能量转移回路, 电流大小为
移相全桥零电压开DCACACD变换器
OrihH^ ^'ll L匕-0
第5阶段:^~>t7 O t6时印=0
iti lUklUA 波
丁2、•B都是通态，从t6开始，电源V。经丁3、Nl
建立负 '卜波电流，［1到问耐达、到丁负2我对应的= ^0 = f = h*
［）5、D6同时导电期间Vo=0。
2.9.2 —个周期的开关过程（续7）
（1）
2.10.1工作原理(续7)
L
cT0
态 Tf1iE
N
D iVo /c %。
vab
■ IV V
111 V
11V 1
丁,， ；通态 1
111 1 1 1II 1
in i 1義J i
*2： ：动tfit形W：iii::iII,:1pt
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I
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2.10.1 X作原理（流环节汴联萌振逆变器代转换ZVT辟振变换器）
•正常供电时，1；通态，T,、T2、T3通态，C充好电，Ta, Tb断态。 •令Ta ，Tb开通，有L，软开通，itf ,再关断Tfl （有C,软关断），C经Ta、 匕
对!^放电至Ve=VPN^0,这时再改变逆变桥的开关状态，可实现零电压下 T1-T6开关状态的改变
tk
/.>VD/Zf (9-32)
2
rrti In f|2 iu <14 <n f>*
72
2A3开关器件零电压开通条件（续2）
M I. t（/>tQi=tfi超前桥臂；电压开通。 2，G > = — arcsin—^— 向吋 / 04>> 0 咚 Zr心
/.>V^/Zr (9-32) 滞耵桥行苓电报开通。
第十章-软开关技术2——移相控制ZVS-PWM-DC-DC全桥变换器
开关模态5 在 t 4 时刻，原边电流流经 Q 2和 Q 。 由于原边电流仍不足以提供负载电 流，负载电流仍由两个整流管提供 回路，因此原边绕组电压仍然为零， 加在谐振电感两端电压是电源电 压 V ，原边电流反向线性增加。 in
6.
3
i p (t )
V in Lr
(t t4 )
4.开关模态3 在 t 2 时刻，关断 Q 4，原边电流 i p 转 移到 C 2和 C 4中，一方面抽走 C 2上的 电荷，另一方面又给 C 4 充电。 由于C 2 和C 4 的存在，Q 4 的电压是从零 慢慢上升的，因此 Q 4是零电压关 断。这段时间里谐振电感 L r 和C 2 及 C 4在谐振工作。原边电流 i p 和 C 4 的电压分别为： 电容C 2 ，
1.实现ZVS的条件 要实现开关管的零电压开通，必须有足够的能量： ①抽走将要开通的开关管的结电容（或外部附加电容）上的电荷； ②给同一桥臂关断的开关管的结电容（或外部附加电容）充电； 考虑到变压器的原边绕组电容，还要有能量用来： ③抽走变压器原边绕组寄生电容C R T 上的电荷。
要实现开关管的零电压开通，必须满足下式：
到 t 5 时刻，原边电流达到折算到原 边的负载电流 I L f ( t 5 ) / K 值，该开 关模态结束。 持续时间为：
t45 Lr I Lf (t5 ) / K V in
7. 开关模态6 在这段时间里，电源给负载供电 原边电流为:
i p (t )
V in K V 0
i p (t ) I 2 c o s (t t2 )
v C 4 ( t ) Z P I 2 s in ( t t 2 )
【完整版】移相全桥零电压开关pwm设计实现_毕业论文设计
移相全桥零电压开关PWM设计实现摘要移相全桥电路具有结构简单、易于恒频控制和高频化,通过变压器的漏感和功率开关器件的寄生电容构成谐振电路,使开关器件的应力减小、开关损耗减小等优点,被广泛应用于中大功率场合。
近年来随着微处理器技术的发展，各种微控制器和数字信号处理器性能价格比的不断提高，采用数字控制已经成为大中功率开关电源的发展趋势。
相对于用实现的模拟控制，数字控制有许多的优点。
本文的设计采用TI公司的高速数字信号处理器TMS320F28027系列的DSP作为控制器。
该模块通过采样移相全桥零电压DC-DC变换器的输出电压、输入电压及输出电流，通过实时计算得出移相PWM信号，然后经过驱动电路驱动移相全桥零电压DC-DC变换器的四个开关管来达到控制目的。
实验表明这种控制策略是可行的，且控制模块可以很好的实现提出的控制策略。
关键词：移相全桥；零电压；DSPPhase-shifted Full-bridge Zero-voltage Switching PWM Design andImplementationABSTRACTPhase-shifted full-bridge circuit . In recent years, with the development of microprocessor technology, a variety of microcontrollers and digital signal processor cost performance continues to improve, the use of digital control uses DSP ,the TI company TMS320F28027 series of of phase-shifted PWM signal phase-shifted full-bridge zero-voltage DC-DC conversion, and then after the drive circuit the four switch control purposes. The experiments show that this control strategy is feasible, and the control module can achieve the proposed control strategy.Key words: phase-shifted full-bridge；zero-voltage；DSP目录1 引言 (1)1.1 移相全桥软开关研究背景及现状 (1)1.2 本文要做的工作 (1)2 移相全桥电路的工作原理 (2)2.1 电路工作状态及特点 (2)2.2 电路的运行模式分析 (3)2.2.1 工作过程分析 (3)2.3 软开关实现的条件 (7)3 DSP结构功能 (9)3.1 DSP适合于数字信号处理的特点 (9)3.2 TMS320系列DSP概况 (9)3.3 TMS320F2802x芯片特点 (10)3.4 CCSv5平台 (12)3.5 利用CCSv5.1导入已有工程 (12)3.6 利用CCSv5.1调试工程 (13)4 系统程序设计实现 (14)4.1 PWM的产生原理 (14)4.2 主程序的流程图 (15)4.3 程序设计 (18)4.4 最终实现的波形图 (18)5 总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1 引言1.1 移相全桥软开关研究背景及现状[1]随着电力电子技术的飞速发展，电子设备与人们的关系越来越密切，可靠的电子设备都离不开可靠的电源。
阮新波教授简介
Saber是美国Analogy公司开发并于1987年推出的模拟及混合信号仿真软件。
Saber可同时对模拟信号、事件驱动模拟信号、数字信号以及模数混合信号设备进行仿真。
利用Analogy公司开发的Calaversas算法，可以实现两个进程之间的信息交换。
Saber适用包括电子学、电力电子学、电机工程、机械工程、电光学、光学、水利、控制系统以及数据采样系统等等。
用于仿真对象能够用数学表达式进行描述的系统。
在Saber中，仿真模型可以直接用数学公式和控制关系表达式来描述。
因此，Saber可以对复杂的混合系统进行精确的仿真，仿真对象不同系统的仿真结果可以同时获得。
为了解决仿真过程中的收敛问题，Saber内部采用5种不同的算法依次对系统进行仿真，如某一种算法失败，Saber将自动采用下一种算法。
Saber工作在SaberDesigner图形界面环境下，能够实现与Cadence Design System、Mentor Graphics和Viewlogic的集成。
通过上述软件可以直接调用Saber进行仿真。
阮新波简介阮新波教授，生于1970 年 2 月，男，博士生导师，国内著名电力电子专家，长江学者，电源协会副理事长，IEEE高级会员。
1991年和1996年在南京航空航天大学分别获得电气技术专业学士学位和电力电力电子技术专业博士学位。
1996年至2008年3月在南京航空航天大学航空电源重点实验室工作。
2008年3月加入华中科技大学电气与电子工程学院。
籍贯：湖北洪湖学历/学位：研究生/博士导师类别：博士生导师专业：电力电子与电力传动研究方向： 1.功率电子变换技术 2.航空航天电源系统 3.新能源发电系统 4.电力电子系统集成社会兼职： 1. IEEE, Senior Member；2. IEEE电力电子学会北京分会组织委员；2. 中国电源学会副理事长；3. 中国电源学会直流电源专业委员会主任；4. 中国电源学会学术工作委员会副主任；5. 中国航空学会青年工作委员会副主任；6. 中国航空学会航空电气专业委员会委员；7. 《电源技术学报》编委会常务副主任；8. 《电工技术学报》编委。
一种新型的零电压开关双向DC-DC变换电源
一种新型的零电压开关双向DC-DC变换电源在许多场合下，需要有能将直流电源进行双向变换的装置，以燃料电池为能源的电动车驱动系统，就是一例。
在该系统中，同时具有普通酸铅蓄电池和燃料电池，普通酸铅蓄电池作为车辆冷起动动力，提供12～24V的低电压电源。
起动后，用燃料电池提供150～300V的车辆驱动电压。
因此，在电动车起动时，要求能将普通蓄电池输出的12～24V直流电压提升到150～300V，以起动系统开始工作。
当系统进入正常工作后，用燃料电池的电能，对酸铅蓄电池进行充电，以恢复电池的能量消耗。
双向DC-DC电源也可用于供电系统的直流操作电源中，供电系统的直流操作电源，通常用蓄电池作为后备电源，当使用双向直流变换电源后，可有效地减少后备电池的数量。
对双向直流电源通常要求其具有高效、隔离、低辐射等特点，同时也要求电路结构简单，易于控制。
系统的结构及工作原理双向直流变换系统的结构如图1所示，高频变压器T两侧的电源电压不同，电源能量能进行双向传送。
从电路结构看系统具有以下特点。
图1DC-DC双向变换电路结构图电路的特点用变压器作为隔离高、低压侧分别有既可整流又可逆变的变流装置。
用IGBT或MOSEFT管作为开关器件构成桥式或半桥式整流逆变电路。
若在图1的整流逆变或逆变整流框中，用全桥电路代换之，则得到双向DC-DC变换器主电路，如图2所示。
为充分发挥电路的功能，在高频变压器的右侧接入一个电感Lk，用作电压提升。
考虑到在保持功率平衡的条件下，需低压侧提供较大的电流，低压侧的电压波动对高压侧电压的稳定影响较大，因此在高压侧接入储能电感，这样控制输出电压的效果更好。
正常情况下的能量流向是，从高压侧向低压侧方向，低压侧的蓄电池处于充电状态，另外低压侧负载需要消耗一定的能量。
当能量从低压侧向高压侧流动时，具有短时和大电流的特点，通常只在系统起动或故障状态下出现。
图2DC-DC双向变换主电路原理图电路的工作原理由于在MOSEFT管的d,s端或IGBT管的c,e端反并联了二极管，因此2个桥式电路均具有整流功能，逆变时需要对MOSEFT或IGBT管加触发脉冲。
开关电容的PWM DC - DC转换及其变化状况(译文)
开关电容的PWM DC - DC转换及其变化状况摘要：本文提出了一种新型开关电容脉宽调制（PWM）转换器。
该转换器是一个开关电容和PWM转换器组合。
它具有以下优点：1)所有的MOSFET都是零电压开关；2)自耦变压器自驱动的方法，不必调整同步整流器控制时序，因此大量减少了二极管传导损耗；3)对漏电感不敏感，因此可以使用独立的变压器，它同时适用于电压调节模块（VRM）和虚拟咨询台（VRD）；4)单相选择会更加灵活。
在相位控制策略的整个负载范围内，它可以达到更高的效率。
构建一个700千赫l.2-V/35-A油料原型和一个四相700千赫l.2-V/130-A VRM原型是来验证分析。
索引词：负载点（POL）转换器，自驱动脉冲宽度调制解调器（PWM），开关电容转换器，零电压开关电容（ZVS）。
I.引言计算机和电子通讯的新一代设备，它采用了开放式结构，模块化信号和数据的处理方法，因此有必要使用分布式电源系统。
对互联网广告的使用需要配有先进的，高质量的基础设施和可靠的“电网”，从而自然而然采用分布式发电，配电，和调控。
电力处理系统的未来发展，把几乎所有的电力负荷接到有能源来源的电力电子设备。
先进的功率处理系统预计将达到完全可控，完全可重构，自治和可定制的平台，可应用在，诸如电信，计算机，互联网基础设施，汽车应用，航空航天的电力能源供应。
这些先进的系统将被要求提供按需提供能源，并按任何速率和任何需要的形式下载。
为了支持技术的发展趋势，行业在每个电路板的定制，小型化功率负载点（POL）转换器上尝试收集功能更多和更先进的耗电的处理器。
随着迅速增长计算机和电信应用，POL的DC - DC模块是变得越来越小。
对于一些规模DC - DC模块，输出电压低于1V，输出电流要高得多。
高功率密度和高效率是DC - DC模块制造商的主要目标。
高开关频率也增加控制带宽，因为同一瞬态要求，以至于需要更少的输出电容器。
然而，在同步整流（SR）下，传统的多相降压控制器在高频率下有几个严重的问题：高开关损耗，高驱动损耗，高体二极管损耗。