matlab中软开关,数字化软开关电源的Matlab仿真研究

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数字化软开关电源的Matlab仿真研究

作者：吴思燕

来源：《科技视界》2014年第13期

【摘要】运用Matlab仿真技术，模拟由DSP控制的数字化软开关电源，实现开关电源的数字化、高频化及软开关过程，对零电压零电流(ZVZCS)移相全桥变换器主拓扑电路进行

了理论分析并仿真。硬件电路中通过DSP芯片EV模块实现全桥功率管的PWM波发波，并实现0～180°移相控制及电源闭环控制。通过Matlab仿真软件搭建仿真模型，模拟仿真算法，验证设计方案的可行性。

【关键词】开关电源；ZVZCS；移相全桥变换器；Matlab仿真

0 引言

现代电源不断寻求小型化、轻量化，这就要求DC/DC变换器向高频化的方向发展，需要解决开关损耗和开关噪音的问题。零电压零电流开关(ZVZCS)移相全桥变换器实现了开关

管的零电压零电流导通过程，降低了开关损耗和噪声，提高变换器的效率[1]。随着微处理器

计算速度和性能的提升，以及数字信号处理技术日趋成熟，DSP芯片在开关电源领域的应用更加广泛，显示出越来越多的优点。同时高频开关数字控制的研究，特别是开关电源的小型化、模块化以及数字化，将不断扩展数字信号处理技术的应用研究。

1 移相全桥软开关变换器原理分析

1.1 基于DSP控制的移相全桥变换器的主拓扑结构和工作过程

在一般的全桥式DC/DC变换器中，VT1和VT4的控制信号是同相位的，VT2和VT3的控制信号是同相位的，在如图1所示的移相全桥ZVZCVS变换器[2]中，VT1、VT2分别超前

VT4、VT3一个相位角，所以VT1、VT2构成的桥臂称超前桥臂，VT4、VT3构成的桥臂称滞后桥臂。可以通过调节超前桥臂和滞后桥臂控制信号的相位关系[3]，从而可以调节输出电压

的大小。

移相全桥ZVZCS变换器的主电路结构如图1所示。D1—D4为快恢复二极管，C1，C2为开关观VT1，VT2的结电容。Cb为隔离电容(也称阻断电容)，Lr为饱和电抗器。

图1 变换器主电路

在每个工作半周期间，移相全桥ZVZCS变换器有六种开关模态，六种开关模态的原理不在这里赘述。每个桥臂的开关(超前桥臂VT1、VT2和滞后桥臂VT3、VT4)具有接近50%的占空比交错通断，两个桥臂之间的相移决定变换器的工作占空比(相对占空比)。

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