软开关技术在全桥DC/DC电源中的应用与设计

该资源是一篇来自浙江大学电气工程学院的硕士学位论文，主题是5kW全桥软开关DC/DC电源，作者施贻蒙，指导教师陈国柱。论文深入探讨了软开关技术在开关电源中的应用，特别是全桥电路的软开关设计，包括ZVS（零电压开关）和ZVZCS（零电压零电流开关）方法，并详细阐述了控制策略和小信号模型。 在开关电源领域，软开关技术是解决高开关频率导致的开关损耗和散热问题的有效手段，它能提升转换器的效率和开关频率，促进设备的小型化和轻量化。论文首先概述了软开关技术的基本原理和发展历程，特别关注了新型的控制型软开关技术。 全桥电路是论文的重点研究对象。通过对比分析全桥硬开关电路，明确了其工作原理和开关损耗问题。接着，详细讨论了全桥软开关的两种实现方法——ZVS和ZVZCS，对比了不同拓扑结构下的工作原理、实现方法、实现效果、适用范围以及效率。ZVS技术在开关过程中实现零电压切换，而ZVZCS则实现了零电压和零电流的同时切换，两者各有优缺点，适用于不同的应用场景。 论文第三章探讨了全桥软开关的控制策略，包括移相全桥和有限双极性控制，并比较了它们对软开关效果的影响。此外，还详细介绍了开关电源的电压模式控制、峰值电流模式和平均电流模式控制，特别是平均电流模式控制的设计思路和实施步骤。论文还建立了全桥软开关电路的小信号模型，分析了软开关技术对PWM硬开关全桥电路小信号模型的改变。 在第四章中，作者提供了5kW电力操作电源的具体设计方案，包括选择合适的方案、磁性元件设计、控制环路设计以及副边整流电压尖峰的吸收等关键步骤，这些内容为实际工程设计提供了指导。 最后一章，作者通过实验波形和数据的分析，验证了理论分析和设计方案的正确性，进一步证实了软开关技术在大功率开关电源中的有效性和实用性。 关键词涉及软开关技术、全桥DC/DC变流器、零电压开关、零电流开关、平均电流模式控制和移相全桥技术，这些是论文的核心内容。