基于移相全桥拓扑结构数字电源技术的应用研究_汪冬冬

本文档是吉林化工学院电子信息专业研究生汪冬冬的硕士学位论文，题为“基于移相全桥拓扑结构数字电源技术的应用研究”。论文主要研究了UV涂布机中的关键部件——电源部分，特别是移相全桥DC/DC变换器的应用。随着对DC/DC变换器性能要求的提高，对其安全性、稳定性、功率密度和效率提出了更严格的要求。移相全桥DC/DC变换器因其低开关损耗和高效率，在中高功率应用中得到广泛采用。论文设计了一种基于STM32的数控电源，选择移相全桥变换器作为主要拓扑结构。 论文首先分析了滞后桥臂串联二极管的移相全桥DC/DC变换器的工作原理和软开关实现条件，并给出了高频变压器、谐振电感、输出滤波电感和隔直电容的具体设计方案。通过Saber仿真软件对主电路进行仿真分析，验证了理论的正确性与可行性。 接着，论文基于Buck电路小信号模型，采用状态空间平均法完成了所选拓扑的占空比到输出的小信号动态模型的推导，并设计了模糊分数阶PID控制器。通过Saber/Simulink协同仿真的方式，对比分析了传统PID与模糊分数阶PID控制效果，结果显示模糊分数阶PID控制器效果较优，满足设计需求。 最后，论文基于理论研究基础，确定了移相全桥数字电源系统的整体设计方案，并设计并搭建了以控制芯片STM32为核心的电源样机，验证了设计的可行性和有效性。论文的关键词包括移相全桥、数控电源、Saber/Simulink协同仿真和模糊分数阶PID。