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基于LM5025的有源箝位反激变换器的设计与实现

作　者: 于孟春
导　师: 程善美
学　校: 华中科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 反激变换器有源箝位软开关同步整流 LM5025
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 19次
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内容摘要

随着电力电子技术的发展，开关电源越来越趋向于高频化。变压器和电感电容等元件的体积重量是随着开关频率的提高而减小的，因而高频化既提高了开关电源的功率密度，又促进了开关电源的小型化。但是半导体开关器件的开关损耗又与开关频率成正比，开关频率越高，变换器的效率越低。为解决这一问题人们提出了软开关技术。本文以有源箝位反激变换器为研究对象，采用软开关技术和同步整流技术，以解决一般反激变换器中半导体开关器件电压应力过大、半导体开关器件开关损耗过大、开关频率无法进一步提高、效率低等问题。本文详细分析了有源箝位反激变换器的工作原理，将有源箝位反激变换器的工作过程分为9个工作时区，推导了有源箝位反激变换器的半导体开关器件实现零电压开通的必要条件。结合实际应用要求，设计了有源箝位反激变换器电路的主要参数值，并且基于Matlab/Simulink建立了有源箝位反激变换器的开环仿真模型，仿真结果验证了有源箝位反激变换器参数计算的正确性。建立了有源箝位反激变换器的小信号模型，分析了该变换器的幅频特性，并给出一种反馈控制下补偿网络的设计方法。另外，基于PWM控制器LM5025的特点，研究了前馈电压控制的控制效果。详细分析了有源箝位反激变换器损耗的主要来源，从理论上估算了该变换器的效率值，并且给出了提高该变换器效率的几种方法，在理论分析和电路设计的基础上，采用有源箝位专用控制芯片LM5025，制作了一台18V~30V输入、15V/25W、频率为300kHz的样机，实验结果验证了该变换器的良好性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 开关电源的现状及未来发展趋势  8-9
  1.2 开关电源的关键技术  9-13
  1.3 论文的研究意义和主要研究内容  13-15
2 有源箝位反激变换器基本原理  15-25
  2.1 有源箝位反激变换器拓扑结构  15-16
  2.2 有源箝位反激变换器工作过程  16-23
  2.3 有源箝位反激变换器零电压开通的条件  23-25
3 有源箝位反激变换器电路设计  25-36
  3.1 主要技术参数  25
  3.2 电路主要参数设计  25-33
  3.3 控制电路设计  33-36
4 有源箝位反激变换器的建模及控制策略研究  36-52
  4.1 有源箝位反激变换器的小信号建模  36-40
  4.2 有源箝位反激变换器的开环仿真  40-43
  4.3 前馈控制策略研究  43-47
  4.4 反馈控制策略研究  47-52
5 有源箝位反激变换器的效率分析  52-59
  5.1 变换器损耗分析  52-57
  5.2 变换器效率分析  57-59
6 系统实验结果及分析  59-68
7 全文总结  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录：攻读硕士学位期间发表的论文  74

基于LM5025的有源箝位反激变换器的设计与实现

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