1 绪论

DC-DC车载电源的主要部分是直流变换器，本文首先研究了传统半桥直流变换器的工作原理、控制方式和参数计算，并对结果进行仿真分析，然后针对硬开关的局限性，提出了一种软开关半桥直流变换器，并对其电路拓扑、工作过程以及软开关的实现条件和控制过程作出了详细的阐述。

1.1 四种基本电力变换电路

在实际的应用中，电源可以分为两类：直流电源和交流电源。电力变换包括电压的大小、波形及频率的变换。因此，在生活及生产中所应用到的电力变换技术可以划分为四类基本变换，四种电力变换电路也就相应的产生了，它们的电路功能如表1.1所示：论文网

变换电路名称 变换电路功能

交流—直流((AC/DC)整流电路 将频率为 f1 ≠0、电压为 v1的交流电变换为频率为零、电压为 v2的直流电。

 直流—交流（DC/AC）逆变电路 将频率为零 、电压为v1的直流电变换为频率 f2 ≠0 、电压为v2的交流电。

直流—直流（DC/DC）电压变换电路

将电压为v1的直流电变换为电压为 v2的直流电。

交流—交流(AC/AC)电压或频率变换电路 将频率为f1、电压为 v1的交流电变换为频率 f2、电压为v2的交流电。

表1.1 四种电力变换电路分类

1.2 直流变换器类型

直流 变 换器 按照 电路的输入 输出 特性不同、拓扑 结构的不同、控制 方式的区别 等划 分方法，可 以划 分为 不同 类型，具 体划 分情 况如 下所 述。

（1）按照输入输出特性的划分如表1.2（a）：

表1.2（a） 按照输入输出特性的划分的直流 变 换器分类

变换器类型 变换器特点

Boost型 输出电压平均值高于输入电压平均值，不可在空载和高占空比下工作。

Buck 型 输出平均电压低于输入平均电压值，输入电流纹波大、存在断流情况。

Buck-Boost 型 输出电压平均值可根据适用情况小于或者大于输入电压平均值，且输出电压极性与输入极性相反，属于电感传输型变换器。

Cuk 型 输入输出特性与Buck-Boost 型变换器相同，唯一的不同是，Cuk 型变换器属于电容性传输型变换器。

（2）按照直流变换器的工作方式和拓扑结构的划分如表1.2（b）：

表1.2（b）按照工作方式和拓扑结构划分的直流变换器分类

变换器类型 变换器特点

单端正激式 可用最大占空比为0.5，且开关管需承受两倍电源电压。

单端反激式 电路简单，不需专门的复位绕组，但磁通只在单方向变化，利用率低，不能在空载情况下工作。

半桥式 输出电压具有双向可调性，但输出电流只能为正值。

全桥式 输出电压和输出电流都具有双向可调性。

推挽式 体积小，效率高，适用于低压大电流输入的中小功率场合。

（3）按照变换器的控制方式的划分如表1.2(c):

表1.2（c）按照控制方式划分的变换器分类

变换器类型 变换器特点

硬开关脉宽调制式（PWM）