5kW全桥软开关DC/DC电源：技术详解与设计验证

本章小结深入探讨了数字调制技术在大功率直流开关电源中的关键应用，特别是全桥DC/DC变流器软开关技术。针对课题，论文首先概述了软开关技术的发展历程，强调了其相较于硬开关技术的优势，包括显著降低开关损耗，提高转换效率和开关频率，这对于小型化和轻量化的设计至关重要。 章节重点对比了全桥DC/DC变流器的两种软开关技术，即零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZVZCS）。这两种技术各有特点：ZVS在电压过零点触发开关，实现了几乎无损耗的切换，但对电路设计有较高要求；而ZVZCS则在电流过零点进行切换，能有效抑制电流尖峰，但可能需要附加辅助元件。通过详细分析，作者指出了它们在不同应用场景下的适用性。 在控制方法方面，文中讨论了全桥软开关的控制策略，如移相全桥和有限双极性控制，以及常见的电压模式控制、峰值电流模式和平均电流模式控制。平均电流模式控制因其易于实现和良好的系统稳定性而备受关注，论文提供了相应的设计思想和步骤。 对于5kW全桥软开关样机的设计，论文详细描述了各个环节，包括方案选择、磁设计、控制环路设计，以及解决副边整流电压尖峰吸收等挑战。这些步骤展示了软开关技术在实际应用中的关键作用。 此外，本章还分析了软开关技术对传统PWM硬开关全桥电路小信号模型的影响，揭示了软开关技术如何优化系统的动态性能。通过实验验证，论文证实了理论分析和设计的正确性，进一步巩固了软开关技术在电力操作电源中的核心地位。 关键词：软开关技术、全桥DC/DC变流器、零电压开关、零电流开关、平均电流模式控制、移相全桥。这一系列的研究成果对于提升电力电子设备的性能和可靠性具有重要意义。