基于软开关的开关电源设计概念.doc

太原科技大学 毕业论文 基于软开关技术的开关电源设计 太原科技大学教务处 二○一五年五月 摘 要 随着电力电子技术的不断发展，开关电源凭借自身效率高、体积小及控制灵 活等一系列优越性，广泛应用于航空航天、计算机通信以及自动控制等领域，并 有逐步取代传统线性稳压电源的趋势。因此，不断提高开关电源性能是开关电源 市场所需要的，其中就包括功率因数校正（PFC）技术和软开关技术。 本文从 Boost 变换器入手，分析了其工作原理和在单级功率因数校正方面的应 用。结合全桥变换器拓扑，本文提出了开关电源的新型拓扑应用，即基于全桥架 构的单级 PFC 电路拓扑。该新型拓扑结合了 Boost 变换器和全桥变换器的优点， 兼具功率因数校正和较大功率应用的优势。同时，为了提高开关电源效率，本文 在电路设计中加入了钳位电路，通过合理设计驱动信号时序，实现开关管的零电 压开通的软开关技术。 在系统控制策略选择上，本文采用单周期控制技术。该控制技术的理念新颖， 将其应用于有源功率因数校正电路中，可以大大减小电流畸变和实现较高功率因 数。同时，该控制技术取消了传统控制方法所必须的乘法器，较低了控制电路的 设计难度，是当前一种很有应用前景的控制策略。在此基础上，完成了系统的控 制算法编写。 通过系统地分析，本文设计了一台基于上述理论，功率级别为 1KVA 的开关 电源样机，采用市电输入，直流稳压输出。详细分析了主电路参数设计，介绍了 各个功能模块的电路设计。最后展示了开关电源样机的各个测试信号，得到较为 理想的开关电源输出电压和较为良好的单级 PFC 效果。由此，验证了本开关电源 设计的正确性和可行性。 关键词：开关电源，单级 PFC，软开关，全桥，单周控制  ABSTRACT With the development of power electronics, switching power supply which is of many advantages, such as: high efficiency, small volume and flexible control strategies, and so on, is widely used in aerospace, computer communication and automatic control and other fields. Therefore, to improve the performance of switching power supply is required for switching power supply market, including power factor correction and soft switch technology. This paper starts from the Boost converter analysis, including its working principle and application in the field of single-stage power factor correction (S2-PFC). Combined with the full bridge converter topology, this paper presents a new topology of switching power supply, which is based on a single-stage PFC circuit topology of full bridge structure. The new topology combines the advantages of Boost converter and full-bridge converter, and the new one can be used in large power application with the purpose of the power factor correction. At the same time, in order to improve the efficiency of the switching power supply, this paper joined the clamp circuit in the circuit design. On the system control strategies, this paper adopts One-Cycle-Control (OCC) technology. T