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平均电流控制型移相全桥DCDC变换器设计方法的研究
一、引言
为了满足不同负载的需求，DCDC变换器通常采用降压/升压变换器拓扑结构。其基本结构包括全桥、半桥、单端和双端等多种，而全桥升压变换器是最常用的拓扑结构之一。然而，传统的全桥升压变换器存在输出电压难以稳定、高频噪声干扰、功率损耗大等问题，因此需要使用更先进的控制方法来解决这些问题。
平均电流控制是一种常用的控制方法，在全桥升压变换器中应用平均电流控制能提高其运行效率、稳定性和可靠性。本文将介绍平均电流控制型移相全桥DCDC变换器的设计方法。
二、平均电流控制原理
平均电流控制是通过控制输出电流平均值来控制输出电压，其中移相技术是实现平均电流控制的有效方法之一。它通过调整开关管的导通时间，使得输入电压在不同的开关管上形成不同的相位差，从而实现控制输出电流的平均值。
移相全桥DCDC变换器是一种应用平均电流控制的拓扑结构，其基本原理如下。当开关器S1和S4导通时，电路中的电感L1和电感L2形成一条路径，电感L3和电容C2也形成一条路径，此时输出电压开始增加。当开关器S1和S4关闭，同时开关器S2和S3导通时，电路中的电感L1和电感L2、电感L3和电容C2形成的路径相互连接，此时输出电压继续增加。通过反复切换，可以使输出电压达到所需的电压值。在这个过程中，控制器通过控制开关管的导通、关闭时间，实现对输出电流的平均值控制。
三、移相全桥DCDC变换器设计
移相全桥DCDC变换器的设计需要考虑以下因素：输入电压范围、输出电压范围、输出电流范围、开关管的承受电压和电流等。在设计时需要选择合适的电感、电容和开关器参数，以满足系统要求并使其稳定可靠。
1、电感设计
电感设计是移相全桥DCDC变换器设计的重要环节之一。在设定输出电压和输出电流的值之后，可以通过下列公式计算电感值：
Lmin=(Vout×DutyCycle)÷ΔIL
其中，Lmin为电感最小值，Vout为输出电压，DutyCycle为PWM占空比，ΔIL为峰值电感电流波动范围。当计算出电感值之后，需要选择符合电感值的标准电感。
2、电容设计
为了实现电压的平滑输出，需要在移相全桥DCDC变换器的输出端加一个电容。在电容的选取过程中，要根据输出电压范围、输出电流和电感电流波动范围等要素进行计算，计算公式如下：
Cmin=ΔIL÷(8×fsw×Vripple)
其中，Cmin为电容最小值，fsw为开关管的开关频率，Vripple为电容器的最大输出纹波电压。根据电容最小值进行选择。
3、开关管设计
开关管的设计应该考虑到其承受电压和电流的限制。通过计算，可以确定开关管参数的最大值。常用的开关器有：MOSFET管、IGBT管和带二极管的MOSFET管等。
四、性能测试
为了验证所设计的移相全桥DCDC变换器的性能，需要进行实际测试。测试中需要测试变压器的有效性、电路的效率、输出电压随输入电压变化的稳定性和系统的动态响应等。实验综合分析后，可以判断变压器和电路的性能是否达到指定要求。
五、总结
本文介绍了平均电流控制型移相全桥DCDC变换器的设计方法，包括设计中需要考虑的因素、电路的主要部件参数选取和实验测试等方面。通过实验测试，可以验证设计的可行性和性能优越性。移相全桥DCDC变换器作为一种高效、稳定、可靠的DCDC变换器，适用于各种不同负载和输入电压变化范围的应用。