双向全桥DC-DC变换器研究：变压器设计与软开关控制策略

该资源是一篇关于双向全桥DC-DC变换器的硕士论文，作者为庄元明，导师为孙频东和居荣，来自南京师范大学电工理论与新技术专业。论文详细探讨了双向DC-DC变换器的基本原理、新型软开关技术、控制策略以及在全桥拓扑结构中的应用，旨在实现高效、小型化的电能转换。 在双向全桥DC-DC变换器的设计过程中，关键步骤包括变压器初级和次级绕组的计算。首先，确定变压器的初级绕组匝数，依据的是变压器的高度、导线的最大外径和所需的电流密度。例如，GJ-26绕线骨架的高度和初级绕组导线的外径被用来计算每层的匝数。考虑到实际绕制的间隙，通常会预留一定的空间，因此在计算时会增加一层或两层的预留。 其次，计算变压器的次级绕组匝数，这涉及到输出电压、整流二极管的导通压降和占空比。例如，如果输出电压设定为36伏，整流二极管的压降为0.7伏，全桥整流的占空比为0.9，那么可以通过这些参数来计算次级绕组的匝数。同时，需要选择适合的导线尺寸，确保其能承受预期的负载电流，减少集肤效应以降低铜损耗。 最后，进行绕线骨架窗EL尺寸的校验，这是为了确保实际绕线时，绕组的尺寸与计算值相匹配，并且能够在骨架上顺利绕制，同时保持适当的间隙，以避免过大的集肤效应和热损耗。 双向DC-DC变换器因其灵活的能量传输方向和高效率，广泛应用于直流不间断电源系统、航天电源、直流电机驱动及混合能源电动汽车等领域。论文中提出的新型软开关控制策略能够改善开关管的开通和关断特性，提高开关频率，从而减小变换器的体积并提升效率。通过建立变换器模型，进行仿真和实验，证明了该策略的有效性。