【摘 要】
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随着能源危机的日趋渐进,零损耗已逐渐成为新能源各个行业的发展新向标,而开关电源作为大多数电力电子设备不可或缺的部分之一,其性能的优劣不仅会对相关的用电设备产生影响,
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随着能源危机的日趋渐进,零损耗已逐渐成为新能源各个行业的发展新向标,而开关电源作为大多数电力电子设备不可或缺的部分之一,其性能的优劣不仅会对相关的用电设备产生影响,而且还会对电网造成一定的负担。因此本文以如何降低开关电源的损耗为出发点,对具有Boost APFC(有源功率因数校正)与DC/DC移相全桥两级电路结构的开关电源进行研究,应用软开关技术对前后两级的结构分别进行优化设计,提高电源的性能。首先,介绍开关电源的研究现状与发展方向,并对影响电源性能的功率因数校正与软开关技术进行详细说明。其次,分别对前后级主电路进行结构改进、工作原理分析以及参数设计。对于前级电路,分析选取Boost电路的原因及其工作原理,通过对传统软开关电路的论述,设计一种适用于Boost APFC电路的新型最小应力无源无损软开关电路,实现方式利用电感与电容的无源特性,详尽分析所设计电路的工作原理,给出各工作阶段关键元器件的理论工作波形图,讨论软开关电路的实现条件,并对APFC的控制方式进行阐述,选用并介绍TI的基于平均电流型控制芯片UC3854作为前级电路的控制器,然后给出前级参数的设计过程。通过综合对比与分析主流的DC/DC移相全桥拓扑的特点,选取一种原边附加钳位二极管与隔直电容的改进型ZVS(零电压)移相全桥软开关拓扑作为后级的主电路,在详细分析改进型ZVS移相全桥软开关拓扑工作原理的基础上,提出并分析影响其性能的关键问题,同时论述相应的处理过程,在对控制方式进行分析的同时选取TI的UC3875作为后级电路的控制器,然后进行后级电路的参数设计与整体电路的关键元器件选型。最后在仿真软件saber中搭建电路进行仿真,通过分析仿真波形验证所设计的电路以及理论分析的合理性。
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