推挽正激零電流轉換DCDC變換器的研究與實現(xiàn)

　　哈爾濱工業(yè)大學985工程二期項目“月球車與著陸器關鍵技術研究”需要一套不同等級且具有電氣隔離功能的直流穩(wěn)壓電源。在比較多種直流變換器拓撲的優(yōu)缺點以后，最終選定了推挽正激變換器拓撲結構。通過在傳統(tǒng)推挽電路的變壓器原邊增加箝位電容，抑制了開關管電壓尖峰和電路的偏磁。 在研究變換器工作原理的基礎上，通過環(huán)流分析，結合PSPICE仿真，對電路中的關鍵參數(shù)的作用和確定方法進行了探討：箝位電容的存在給變壓器漏感能量提供了釋放回路，抑制了開關管關斷電壓尖峰，但箝位電容過大，將失去其對偏磁的抑制作用，因此選擇箝位電容時，應折中考慮;變壓器原邊漏感會增大電路占空比損失，降低變壓器的利用率，應盡可能減小。 控制方式采用峰值電流控制，由于常見的開關電源變換器的變壓器只有一個原邊繞組，設計內(nèi)環(huán)電流采樣電路時，只需采樣該繞組電流即可。然而理論分析表明，推挽正激變換器中，只采樣一個原邊繞組電流無法得到理想的斜坡信號。為此設計了采樣原邊兩個繞組電流差值的方案，避免了前者造成的次諧波振蕩。通過加入斜坡補償?shù)姆椒?，可以實現(xiàn)變換器在占空比D 50%時穩(wěn)定工作，并且解決了電源輸出輕載或空載時的失控問題。 為了使電源同時滿足穩(wěn)定性、快速性、精確性的要求，建立了穩(wěn)態(tài)時的控制系統(tǒng)數(shù)學模型，并對其進行了仿真分析。分析發(fā)現(xiàn)，雖然系統(tǒng)滿足穩(wěn)定性和快速性的要求，但是其低頻增益小，穩(wěn)態(tài)誤差比較大。為此設計了滯后超前校正網(wǎng)絡，增大了低頻增益，同時使高頻干擾信號迅速衰減，使電源的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能均滿足設計要求。 為了提高電源效率，探討了推挽正激變換器的軟開關實現(xiàn)方式，著重研究了零電流轉換（ZCT）方式的工作原理。通過在副邊增加諧振網(wǎng)絡，使開關管在零電流條件下開通和關斷，可以達到減小開關損耗，提高電源效率和可靠性的目的。 在理論分析基礎上，研制了24V/15A直流電源子模塊，對其進行了實驗分析和考核，驗證了理論分析和設計思想的正確性，電源的各項性能指標也達到了設計要求。