移相全桥谐振逆变器拓扑结构的研究

两种新型移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑的比较移相全桥ZVS-PWM变换器是一种高效率、高可靠性的DC-DC变换器，其拓扑结构复杂，但是具有很好的电路性能和电气参数。

在实际应用中，有多种不同的移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑可供选择。

本篇文章将比较两种新型移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑，分别是基于全桥拓扑的变换器和基于三电平全桥拓扑的变换器。

1. 基于全桥拓扑的变换器基于全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器是最常用的拓扑结构。

该拓扑结构具有轻松实现基本ZVS动作的优点，无需使用任何复杂的电路，而且具有较好的成本和设计灵活性。

在实际应用中，基于全桥拓扑的变换器通常需要使用一些辅助电路，以解决谐振现象。

优点：①电路操作简单，易于实现。

②交流侧的损耗较小。

③实现高功率密度。

缺点：①输出电压受交流电源电压的波动影响较大。

②峰值应力程度较高。

2. 基于三电平全桥拓扑的变换器基于三电平全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器是近年来发展较快的一种拓扑结构。

该拓扑结构下，采用更多的功率器件以及更加复杂的电路拓扑，在谐振问题的处理方面具有重要的优势。

目前该拓扑结构在风能、太阳能等领域得到了广泛应用。

优点：①基本消耗无谐振的电路，减小了电路的开关损耗。

②输出电压呈三级结构，可轻松实现多种电压调节方式。

缺点：①开关器件数目增加，造成电路设计和控制难度大。

②在高频控制时可能造成比较强的谐振噪声。

综上所述，两种新型移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑各有优缺点，在选择时应根据实际应用需求进行评估。

虽然基于三电平全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器在谐振问题上更加优越，但其电路复杂度和控制难度也更大，适用于高要求的应用场景。

而基于全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器则相对简单易用，更适用于低功率应用。

数据分析是一种通过数学和统计学方法对数据进行分析和解释，以准确判断数据的意义和价值的方法。

在实际工作中，数据分析在市场调研、销售预测、风险管理、财务报表分析等领域都发挥着重要作用。

全桥LLC谐振电源的与研究理论部分毕业设计（论文）题目：全桥LLC谐振电源的设计与研究理论部分专业年级2009级电气工程及其自动化学号姓名指导教师尹斌评阅人王仲夏2013年6月中国马鞍山本科毕业设计（论文）任务书Ⅰ、毕业设计（论文）题目：全桥LLC谐振电源的设计与调试-理论部分Ⅱ、毕业设计（论文）工作内容（从专业知识的综合运用、论文框架的设计、文献资料的收集和应用、观点创新等方面详细说明）：随着软开关技术和并联均流的发展，高性能的大功率高频开关电源的研究与开发已成为电力电子领域的重要研究方向，高频化,高效率，高功率密度和低损耗，低EMI噪声是DC/DC变换器的发展趋势，全桥LLC谐振变换器能够实现全负载范围下原边开关管ZVS，副边整流管ZCS,有效解决了移相全桥PWM ZVS DC/DC变换器存在的问题，使得LLC谐振拓扑结构成为电力电子技术领域研究的热点。

本课题以全桥LLC谐振变换器为研究内容，并与移相全桥PWM ZVS DC/DC变换器进行比较，总结二者优缺点，接着对变换器工作原理进行详细研究，建立数学模型，运用MATLAB仿真证明理论分析的正确性。

最后，搭建220V-40A 全桥LLC谐振变换器实验平台，验证理论分析的正确性和设计方法的合理性。

具体工作的步骤、内容、要求安排如下：1.绪论，介绍研究的背景。

2.以全桥LLC谐振变换器为研究内容，并与移相全桥PWM ZVS DC/DC变换器进行比较总结二者优缺点。

3.对变换器工作原理进行详细研究，建立数学模型，运用MATLAB仿真证明理论分析的正确性。

4.总结论文。

Ⅲ、进度安排：第1周～第2周（2周）：根据毕业设计任务和要求，收集、查阅和研究学习相关的信息和资料：确定相应的技术方案和实施过程及规划；第3周～第5周（3周）：撰写论文初稿，查阅相关资料进行修改；第6周～第9周（4周）：设计电路图，调试硬件；第10周～第12周（3周）：完成MATLAB软件设计；第13周～第14周（2周）：充实论文，后期检查整改。

移相全桥拓扑中的谐振电感电流与变压器电
流关系
《移相全桥拓扑中的谐振电感电流与变压器电流关系》
移相全桥拓扑是一种常用于变换器和逆变器中的拓扑结构，它具有高效率和稳定性的特点。

在这种拓扑中，谐振电感电流与变压器电流之间存在着密切的关系。

首先，我们需要了解什么是移相全桥拓扑。

在这种拓扑中，通过使用四个功率开关和一个变压器，可以实现对输入电压的变换。

工作原理是通过控制开关的导通和关断，在电感和电容之间形成谐振电路，从而实现对输入电压的变换。

谐振电感电流是在电感和电容之间形成谐振时的电感电流，它会随着电感和电容的参数而变化。

而变压器电流则是在变压器中的电流，用于将输入电压变换成输出电压。

这两者之间存在着密切的关系。

在移相全桥拓扑中，变压器的工作原理是通过改变输入电压的绕组比例来实现输出电压的变换。

而谐振电感电流则是由谐振电路中的电感和电容共同决定的。

当谐振电感电流发生变化时，会影响到变压器中的电流变化，从而改变输出电压的大小和波形。

因此，我们可以看到，在移相全桥拓扑中，谐振电感电流与变压器电流之间存在着密切的关系。

它们相互影响，共同作用于变换器的工作过程中。

对于工程设计人员来说，理解和控制谐振电感电流与变压器电流之间的关系是非常重要的，可以帮助他们更好地设计和优化移相全桥拓扑的工作性能。

UCC2895移相全桥设计指南一，拓扑结构及工作原理(i)主电路拓扑本设计采用ZVZCS PWM移相全桥变换器，采用增加辅助电路的方法复位变压器原边电流，实现了超前桥臂的零电压开关电流开关(ZCS)。

电路拓扑如图3.6所示图1模式1主电路简化图及等效电路图②模式2当S|、S4导通时，电源对变压器初级绕组正向充电，将能量提供给负载，同时，输出端钳位电容Cc充电。

当关断S时，电源对C i 充电，C2通过变压器初级绕组放电。

由于C1的存在，S|为零电压关断，此时变压器漏感L k和输出滤波电感L o串联，共同提供能量，由于Cc的存在使得变压器副边电压下降速度比原边慢，导致电位差并产生感应电动势作用于L k，加速了C2的放电，为S2的零电压开通提供条件。

当Cc放电完全后，整流二极管全部导通续流，在续流期间原边电流已复位，此时关段S4，开通S3，由于漏感L k两边电流不能突变，所以S4为零电流关断，S3为零电流开通。

(2)主电路工作过程分析[7]半个周期内将全桥变换器的工作状态分为①模式18种模式。

(ZVS)和滞后桥臂的零5图4模式4主电路简化图及等效电路图图5模式5主电路简化图及等效电路图③模式3 ④模式4 14DD图2模式2简化电路图 (1)U 图3模式3简化电路图u⑤模式5Jilin⑥模式6图6模式6主电路简化图及等效电路图⑧模式8图8模式8主电路简化电路图二，关键冋题1：滞后臂较难实现 ZVS原因：滞后臂谐振的时候，次级绕组短路被钳位，所以副边电感无法反射到原边参加谐振，导致谐振的能量只能由谐振电感提供，如果能量不够, 就会出现无法将滞后臂管子并联的谐振电容电压谐振到0V.解决方法：① 、增大励磁电流。

但会增大器件与变压器损耗。

② 、增大谐振电感。

但会造成副边占空比丢失更严重。

③ 、增加辅助谐振网络。

但会增加成本与体积。

⑦模式7 图7模式7主电路简化电路图2,畐V边占空比的丢失原因：移相全桥的原边电流存在着一个剧烈的换流过程，此时原边电流不足以提供副边的负载电流，因此副边电感就会导通另一个二极管续流，即副边处于近似短路状态；Dloss与谐振电感量大小以及负载RL大小成正比，与输入电压大小成反比。

全桥LLC谐振变换器的参数分析与研究全桥LLC谐振变换器以软开关、高效率等特性，广泛应用在中大功率DC/DC 变换器。

文章详细分析了全桥LLC谐振变换器拓扑的工作原理，并运用基频分量法讨论了L、C等参数对谐振变换器的影响。

结果分析表明，励磁电感Lm选取较大值时，变换器的传输损耗较小。

标签：LLC谐振变换器；基频分量法；电压增益；参数引言移相全桥变换器在直流变换中应用广泛，但是存在次级二极管关断时反向恢复严重的特点[1]。

所以，在中大功率DC/DC变换的应用中，全桥LLC谐振变换器以能在宽输入全负载范围内实现原边开关管的零电压开通和副边整流二极管的零电流关断，降低了开关损耗，而且变压器的漏感可作为谐振电感，减小了变换器的体积等优点，成为当前谐振变换器[2]的研究热点。

文章详细分析了通态状态下全桥LLC谐振变换器的工作状态，并运用基频分量法[3][4]对其进行稳态建模，详细讨论了电压增益和谐振网络参数对全桥LLC谐振变换器的影响。

1 全桥LLC谐振变换器的工作原理和主要波形全桥LLC谐振变换器拓扑结构如图1所示，图中，Q1-Q4为主功率开关管，D1-D4，C1-C4为开关管的体二极管与寄生电容，T为主功率变压器，DR1和DR2为输出整流二极管，谐振电感Lr，谐振电容Cr和励磁电感Lm组成LLC 谐振变换器的谐振网络。

LLC谐振变换器电路有两个谐振频率，一个是谐振电感Lr和谐振电容Cr 的谐振频率fr，另一个是Lm和Lr，Cr形成的谐振频率fm。

即选取不同的全桥LLC谐振变换器开关频率f，则有三种工作模式，即f>fr，fm<f<fr，f=fr。

由于在fm<f<fr的工作模式包含了其他模式的模态，因此以此工作模式为例，对全桥LLC谐振变换器的工作原理进行分析。

其主要工作波形如图2所示。

一个开关周期可分为8 个工作阶段，各阶段的工作情况介绍如下[5]。

阶段1（t0-t1）：在t=t0时刻之前，Q1，Q3的寄生反并联二极管D1，D3已经导通，因此，在t=t0时刻，Q1，Q3实现零电压开通。