移相全桥变换器设计研究
摘要
随着电力电子技术和控制理论的发展，电力电子产品得到了更为广泛的应用，移
相全桥作为一种广泛应用于中高功率场景的电路，因为其结构简单、控制便利，且相
比于一般的硬开关电路，移相全桥变换器中的主开关管可以实现软开关，降低了变换
器损耗，使之在众多功率变换场合脱颖而出。
本文首先介绍了移相全桥变换器的拓扑结构，分析了其详细的工作模态，解决了
移相全桥变换器面临的两个问题：第一是软开关范围受限问题，一方面移相全桥变换
器的滞后桥臂相比超前桥臂来说更难实现软开关，另一方面在轻载条件下原边电流降
低，谐振电感上能够储存的能量更少，主开关管更难满足软开关条件；第二是副边整
流管上的寄生振荡问题，在换流阶段整流管上的寄生电容与变压器漏感、原边谐振电
感发生谐振，产生寄生振荡和电压尖峰，影响电路的稳定性和效率。针对上述问题，
本文通过合理设计电路参数实现了变换器的软开关，增加箝位二极管和CDD无源缓冲
电路有效抑制了整流管上的寄生振荡。
另外，为了降低变换器损耗，副边采用同步整流控制，对比分析了两种同步整流
控制时序下的损耗，最终采用斜对角桥臂或逻辑控制时序来优化整流损耗。对高频变
压器、谐振电感、输出滤波电感和输出滤波电容等电路参数进行计算，进行电路设计
和芯片选型，设计出了符合要求的主电路和控制电路。在平均电流控制模式下，对移
相全桥变换器进行小信号建模，得出移相全桥变换器的电压电流开环传递函数，通过
分析Bode图，校正出合适的PI补偿网络，得到校正后的闭环控制系统，建立仿真模型
验证了系统具有良好的稳定性和动态特性。
最后搭建了移相全桥变换器的实验平台，实现了滞后桥臂的软开关，有效抑制了
整流管上的寄生振荡，解决了上述问题，达到了设计指标。
关键词：移相全桥变换器；同步整流；吸收电路；平均电流控制
移相全桥变换器设计研究
Abstract
Withthedevelopmentofpowerelectronicstechnologyandcontroltheory,power
electronicproductshavebeenwidelyapplied.Asacircuitwidelyusedinmediumtohighpower
scenarios,thephase-shiftfull-bridgeconverterstandsoutinmanypowerconversion
applicationsbecauseofitssimplestructure,convenientcontrol,andthefactthatthemainswitch
inthephase-shiftfull-bridgeconvertercanachievesoftswitchingcomparedtogeneralhard-
switchingcircuits,reducingtheconverterlosses.
Thisdissertationfirstintroducesthetopologyofthephase-shiftfull-bridgeconverter,
analyzesitsdetailedoperatingmodes,andsolvestwoproblemsfacedbytheconverter:First,
thelimitedrangeofsoftswitching.Ontheonehand,itismoredifficulttoachievesoftswitching
inthelaggingbridgearmofthephase-shiftfull-bridgeconverterthanintheleadingbridgearm.
Ontheother