软开关直流电源控制技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文软开关直流电源控制技术研究硕士研究生：胡月指导教师：罗耀华教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：姚绪梁教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文软开关直流电源控制技术研究硕士研究生：胡月指导教师：罗耀华教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngR

2、esearchontheControlTechnologyforSoftSwitchDC-SourceCandidate:HuYueSupervisor:Prof.LuoYaohuaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈

3、尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家

4、有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日软开关直流电源控制技术研究摘要现代社会生活水平的提高及科学技术的日益进步，使得各种用电设备对开

5、关电源的性能提出了越来越高的要求。为了满足人们对开关电源的使用需求，更高的开关频率、更小的电源体积、更精确的数字控制是开关电源未来的发展方向。但是开关频率的提高也带来一些亟待解决的问题，由以往的经验可知，开关频率的大小与系统开关损耗成正比，与系统的转换效率成反比。软开关技术的出现，解决了因提高开关频率带来的一系列问题，而且在工程上得到广泛的应用。本文首先分析了多种移相全桥软开关直流变换器的拓扑结构，总结出每种拓扑结构的优缺点，然后选定滞后桥臂串联二极管的主拓扑结构作为本文的研究对象，并针对该结构进行具体分析研究。由于副边整流二极管上存在着寄

6、生电容，所以副边电压的波形容易发生振荡，本文对振荡原因进行分析说明，采用添加辅助电路的方法来抑制副边振荡。针对变换器在轻载时超前桥臂开关管实现ZVS效果不佳的现象，提出了在超前桥臂增加辅助电流源的改进措施，设计辅助电路并分析ZVS范围增大的原理，并进行仿真验证。然后，根据小信号分析法建立主电路的数学模型，采用电压外环电流内环的控制结构，并给出具体的设计过程。由于传统的PI控制器不具备在线整定的功能，同时在负载切换的复杂工况下应对能力不佳，而且数字控制存在延迟等缺点，使得控制作用会存在一个采样周期的延迟，针对上述问题本文提出将预测控制技术与模

7、糊PI控制相结合的预测模糊PI控制的控制策略，并给出其设计方法。在相同工况下对传统PI控制和预测模糊PI控制这两种控制策略分别进行仿真，仿真结果说明预测模糊PI控制对切换负载的复杂工况的应对能力较好，更能满足系统要求。最后设计了以STM32F407为核心的控制系统，基于搭建的实验平台，对仿真波形进行验证，证明了理论与实际的一致性。关键词：移相全桥；软开关；辅助电路；预测模糊PI控制哈尔滨工程大学硕士学位论文软开关直流电源控制技术研究ABSTRACTTheimprovementoflivingstandardinmodernsocietyan

8、dtheincreasingprogressofscienceandtechnologyhavemadethedemandforswitchingpowersupplyperfo