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开关电源在工业、运输、信息等行业中有着非常重要的作用，大多开关电源采用的是全桥直直变换电路。全桥电路中的开关管在关断时，管子承受的电压相对较低、但是电路的输出电压和输出功率却可以很高。正是基于这些优点，全桥变换器电路成为了主流开关电源采用的结构之一。在本文中，研究的移相全桥直直变换器就是以全桥电路为主电路，采用移相控制作为变换器控制方式。变换器的设计要求是输入直流电压为24~30V，输出直流电压为12V。本文从主电路拓扑、控制方式的选择着手，通过分析计算以及软件仿真进行了变换器的设计。
由于设计要求的输入电压是一个变化量，同时出于对变换器动态和静态特性的考虑，变换器必须具有反馈环节，即闭环控制。本文中，变换器的闭环控制方式是通过输出电压采样反馈实现的，闭环方式的引入改善了变换器输出的响应速度以及稳态误差。对全桥变换器主电路的原理和过程进行分析，计算了全桥电路元件、反馈环节、控制系统的相关参数，最终对变换器仿真模拟，并基本达到了任务书上的设计要求。
关键词：移相控制；全桥电路；电压反馈；软开关技术
第一章 绪论1
1.1课题背景1
1.2电力变换的分类1
1.3带隔离的直直变流器的比较2
1.4软开关技术3
1.5设计的主要内容4
第二章 移相全桥直直变换器的基本原理5
2.1 全桥电路的基本原理5
2.2 全桥变换器的控制方法6
2.3 移相全桥直直变换器开关状态分析7 2.4 本章小结 9
第三章 移相全桥直直变换器的参数设计10
3.1任务书设计指标10
3.2主电路参数设计10
3.2.1 变压器参数设计10
3.2.2 原边电路参数设计11
3.2.3 副边电路参数设计11
3.3移相全桥变换器的小信号模型12
3.4闭环电路结构设计13
3.5变换器控制芯 UC387514
3.6反馈环节设计16
3.7本章小结17
第四章 移相全桥直直变换器的仿真18
4.1MATLAB简介18
4.2变换器开环仿真电路18
4.3变换器闭环仿真电路20
4.4闭环仿真结果22
4.5本章小结26
结束语27
致谢28
参考文献29
设计的主要内容
在很多场合，所能获得的电源的参数都是不稳定的，所以就需要电力转换装置能将这些不稳定的电源转换为能够稳定输出并具有良好动态、静态特性的电源。在需要中大功率电源的情况下，移相全桥直直电路仍然是电源电路结构的第一选择。当前对ZVS直直变换电路和ZVSZCS直直变换电路进行研究的主要方向是减小漏感，利用附加电路实现零电压开通和关断，减小变压器副边占空比丢失的问题。
本次设计的是直-交-直变换器的软开关方式为ZVS方式，并采用全桥结构作为主电路拓扑，移相控制作为控制方式，结构简单，四个开关管零电压导通和关断是通过在变压器原边回路增加一个谐振电感实现的。本文首先分析研究了移相全桥变换器的工作原理和过程，设计并计算了电路元件的参数，建立了变换器电路的小信号模型。设计的变换器由于采用了闭环控制，所以又设计了反馈环节，并基于UC3875设计了移相脉冲发生器仿真模型，用以驱动四个开关管。综上，设计的移相全桥直直变换器仿真模型能在输入电压不同的条件下输出波纹符合要求的稳定直流电压，另外还测试了负载突然改变的情况下，变换器的输出情况。
如今，越来越多的场合都需要使用大功率直流电源。而其中的全桥变换器由于具有开关损耗小，便于控制，适应性强等优点，采用全桥变换器电路的直流电源装置已经成为直流电源的主流。现在，对移相全桥直直变换器的关注和研究越来越多，力求完善变换器的一些缺陷和进一步挖掘它的潜力。可以预见，为了使变换器具有更高性能，即达到稳、快、准等要求，今后采用数字控制技术将是移相全桥变换器发展的一个方向。同时采用无谐振网络实现软开关技术和进一步提高输出功率也是变换器发展的一个方向。
在本文中，设计了采用移相控制的全桥直直变换器。在熟悉了相关工作原理后，依据任务书中将24-30V直流输入电压转变为稳定的12V直流输出电压的设计要求，对移相全桥变换器主电路的各个参数进行了设计计算。同时建立了数学模型，基于UC3875芯片设计了反馈环路及移相脉冲驱动电路，完成了变换器的闭环控制，并在MATLAB软件中进行了仿真，实现了变换器的稳定输出。
在毕设进行的过程中，我也遇到了很多困难，比如在设计闭环反馈环节时由于相关知识掌握不到位，导致浪费了很多时间。另外由于英语基础不好，在进行仿真模型搭建时对仿真模块的功能、设置等不熟悉。总之，经过这次毕业设计，我巩固了学过的相关专业知识，掌握了不少新的知识，同时也看了自身存在的诸多不足。是我人生中一次难忘的经历。
