脉宽调制DC DC全桥变换器的软开关技术 第二版
作者： 阮新波 著
出版时间：2013年版
内容简介
脉宽调制（PWM）DC/DC全桥变换器适用于中大功率变换场合，为了实现其高效率、高功率密度和高可靠性，有必要研究其软开关技术。《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术（第二版）》系统阐述PWMDC/DC全桥变换器的软开关技术。系统提出DC/DC全桥变换器的一族PWM控制方式，并对这些PWM控制方式进行分析，指出为了实现PWMDC/DC全桥变换器的软开关，必须引入超前桥臂和滞后桥臂的概念，而且超前桥臂只能实现零电压开关（ZVS），滞后桥臂可以实现ZVS或零电流开关（ZCS）。根据超前桥臂和滞后桥臂实现软开关的方式，将软开关PWMDC/DC全桥变换器归纳为ZVS和ZVZCS两种类型，并讨论这两类变换器的电路拓扑、控制方式和工作原理。提出消除输出整流二极管反向恢复引起的电压振荡的方法，包括加入箝位二极管与电流互感器和采用输出倍流整流电路方法。介绍PWMDC/DC全桥变换器的主要元件，包括输入滤波电容、高频变压器、输出滤波电感和滤波电容的设计，介绍移相控制芯片UC3875的使用以及IGBT和MOSFET的驱动电路，给出一种采用ZVSPWMDC/DC全桥变换器的通讯用开关电源的设计实例。《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术（第二版）》是一本理论知识与工程设计相结合的专著，可作为高校电力电子技术专业及相关专业的硕士生、博士生和教师的学习参考书，也可供从事开关电源研究开发的工程技术人员借鉴。
目录
第1章 全桥变换器的基本结构及工作原理1.1 概述1.1.1电力电子技术的发展方向1.1.2 电力电子变换器的分类与要求1.1.3直流变换器的分类与特点1.2 隔离型Buck类变换器1.2.1正激变换器1.2.2 推挽变换器1.2.3 半桥变换器1.2.4全桥变换器1.2.5 几种隔离型Buck类变换器的比较1.3输出整流电路1.3.1 半波整流电路1.3.2 全波整流电路1.3.3全桥整流电路1.3.4 倍流整流电路1.4全桥变换器的基本工作原理1.4.1 全桥变换器的电路拓扑1.4.2全桥变换器的控制方式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1.4.4采用倍流整流电路的全桥变换器的基本工作原理本章小结第2章全桥变换器的PWM软开关技术理论基础2.1 全桥变换器的PWM控制策略2.1.1基本PWM控制策略2.1.2 开关管导通时间的定义2.1.3全桥变换器的PWM控制策略族2.2 全桥变换器的两类PWM切换方式2.2.1斜对角两只开关管同时关断2.2.2 斜对角两只开关管关断时间错开2.3全桥变换器的PWM软开关实现原则2.4全桥变换器的两类PWM软开关方式本章小结第3章零电压开关PWM全桥变换器3.1 ZVS PWM全桥变换器电路拓扑及控制方式3.1.1滞后桥臂的控制方式3.1.2 超前桥臂的控制方式3.1.3 ZVSPWM全桥变换器的控制方式3.2 移相控制ZVS PWM全桥变换器的工作原理3.3两个桥臂实现ZVS的差异3.3.1 实现ZVS的条件3.3.2超前桥臂实现ZVS3.3.3 滞后桥臂实现ZVS3.4实现ZVS的策略及副边占空比的丢失3.4.1 实现ZVS的策略3.4.2副边占空比的丢失3.5 整流二极管的换流情况3.5.1全桥整流电路3.5.2 全波整流电路3.6仿真结果与讨论本章小结第4章 采用辅助电流源网络的移相控制ZVSPWM全桥变换器4.1 引言4.2 电流增强原理4.3辅助电流源网络4.4 采用辅助电流源网络的ZVS PWM全桥变换器的工作原理4.5滞后桥臂实现零电压开关的条件4.6 参数设计4.6.1辅助电流源网络的参数选择4.6.2Lr、Cr和Ic的确定4.6.3设计实例4.7 副边占空比丢失及死区时间的选取4.7.1副边占空比的丢失4.7.2 滞后桥臂死区时间的选取4.7.3与只采用饱和电感方案的比较4.8 实验结果4.9 采用其他辅助电流源网络的ZVSPWM全桥变换器4.9.1 辅助电感电流幅值不可控的辅助电流源网络4.9.2辅助电感电流幅值可控的辅助电流源网络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4.9.4辅助电流源幅值自适应变化的辅助电流源网络4.9.5谐振电感电流自适应变化的辅助网络本章小结第5章 ZVZCSPWM全桥变换器5.1 ZVZCS PWM全桥变换器电路拓扑及控制方式5.1.1超前桥臂的控制方式5.1.2 滞后桥臂的控制方式5.1.3电流复位方式5.1.4 ZVZCS PWM全桥变换器电路拓扑及控制方式5.2 ZVZCSPWM全桥变换器的工作原理5.3 参数设计5.3.1阻断电容电压最大值5.3.2 实现超前桥臂ZVS的条件5.3.3最大副边有效占空比Deffmax5.3.4实现滞后桥臂ZCS的条件5.3.5 滞后桥臂的电压应力5.3.6阻断电容的选择5.4 设计实例5.4.1 变压器匝比的选择5.4.2阻断电容容值的计算5.4.3 变压器变比和阻断电容容值的校核5.4.4超前桥臂开关管并联电容的选择5.5 实验结果本章小结第6章加箝位二极管的零电压开关全桥变换器6.1 引言6.2 ZVSPWM全桥变换器中输出整流二极管电压振荡的原因6.3输出整流二极管上电压振荡的抑制方法6.3.1 RC缓冲电路6.3.2RCD缓冲电路6.3.3 有源箝位电路6.3.4变压器辅助绕组和二极管箝位电路6.3.5 原边侧加二极管箝位缓冲电路6.4Tr-Lead型ZVS PWM全桥变换器的工作原理6.5 Tr-Lag型ZVSPWM全桥变换器的工作原理6.6 Tr-Lead型和Tr-Lag型ZVSPWM全桥变换器的比较6.6.1 箝位二极管的导通次数6.6.2开关管的零电压开关实现6.6.3 零状态时的导通损耗6.6.4占空比丢失6.6.5 隔直电容的影响6.7实验结果和分析本章小结第7章 利用电流互感器使箝位二极管电流快速复位的ZVSPWM全桥变换器7.1 引言7.2 加箝位二极管的ZVSPWM全桥变换器轻载时的工作情况7.3 箝位二极管电流的复位方式7.3.1复位电压源7.3.2 复位电压源的实现7.4 加电流互感器复位电路的ZVSPWM全桥变换器的工作原理7.4.1 重载情况7.4.2 轻载情况7.5电流互感器匝比的选择7.5.1 箝位二极管的复位时间7.5.2输出整流二极管的电压应力7.5.3 电流互感器匝比7.6实验验证本章小结第8章 倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器8.1引言8.2 工作原理8.3 超前管和滞后管实现ZVS的情况8.4参数设计8.4.1 变压器变比K的确定8.4.2滤波电感量的计算8.4.3 阻断电容的选择8.5实验结果本章小结第9章PWM全桥变换器的主要元件、控制芯片及驱动电路9.1 引言9.2输入滤波电容的选择9.3 高频变压器的设计9.3.1 原副边变比9.3.2确定原边和副边匝数9.3.3 确定绕组的导线线径9.3.4确定绕组的导线股数9.3.5 核算窗口面积9.4输出滤波电感的设计9.4.1 输出滤波电感9.4.2输出滤波电感的设计9.5 输出滤波电容的选择9.5.1输出滤波电容量9.5.2 输出滤波电容的耐压值9.6UC3875芯片的使用9.6.1 工作电源9.6.2 基准电源9.6.3振荡器9.6.4 锯齿波9.6.5 误差放大器和软启动9.6.6移相控制信号发生电路9.6.7 过流保护9.6.8 死区时间设置9.6.9输出级9.7 驱动电路9.7.1中小功率PWM全桥变换器中MOSFET和IGBT的驱动电路9.7.2大功率PWM全桥变换器中MOSFET和IGBT的驱动电路本章小结第10章54V/10A通信电源设计实例10.1 主电路结构10.2控制电路和保护电路10.3 驱动电路10.4 电流检测电路10.5参数选择10.5.1 输入滤波电容10.5.2 高频变压器10.5.3谐振电感10.5.4 输出滤波电感10.5.5 输出滤波电容10.5.6主功率管的选择10.5.7 输出整流二极管的选择10.6实验结果和讨论本章小结附录 CDR ZVSPWM全桥变换器工作在DCM时ILfmin_DCM、ILfmax_DCM和IG的推导参考文献
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