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适合高压输入大功率场合的双管正激变换器的研究

作者:时间:2012-01-16来源:网络收藏
2.3 开关模态3[t2,t3][参考图2(c)]

  t2时刻,S1、S2同时关断,Cs1、Cs2以电流I0/K和励磁电流im1充电,Cs3、Cs4放电,直到Uds1=Uds2=Uds3=Uds4=Uin/4,Dr2开始导通,变压器的两原边电压被箝位在零时,此模态结束,持续时间:
      (2)


2.4 开关模态4[t3,t4][参考图2(d)]

  Cs1、Cs2继续充电,同时Cs3、Cs4继续放电,漏感Llk1和Llk2上的电压逐渐上升,当Uds1=Uds2=Uin/2,Uds3=Uds4=0时,此模态结束。此时,S3可在ZVS下导通,且Uds4=Uin/2。

2.5 开关模态5[t4,t5][参考图2(e)]

  t4时刻,漏感Llk1和Llk2上的电压均为Uin/2,D1、D2同时导通,流过很小的励磁电流。此模态在D1、D2同时关断时结束。

2.6 开关模态6[t5,t6][参考图2(f)]

  在此开关模态中,Uds1=Uds2=Uin/4,Dr1和Dr2仍同时导通、续流,直到S4导通时结束。

3 实验结果

  采用上述原理,研发了1KW的DC/DC变换器。

3.1 电路的主要参数

  Uin=500VDC;Uout=320VDC;P0=1kW;fs=100kHz,K=0.6。

3.2 效率

  所研发的1KW的DC/DC变换器,在满载时,效率为91.7%。

3.3 实验波形

  实验波形如图5~图9。从图5中可以看出, 输入的两个分压电容上的电压基本上是一致的。从图6中可以看出,在满载时,当S2漏源之间的电压在接近零时,S1在ZVS下导通,图7是变压器的两个原边的电压波形,变压器能对称地工作,每一路变换器的输入电压均可以稳定在Uin/2。图8是变压器副边输出整流二极管的电压波形,RCD吸收网络能有效抑制整流二极管上的电压尖峰。从图9可看出,滤波电感上的电流纹波实现了倍频。


图5 输入分压电容上的电压


图6 开关S1(上)和S2(下)电压波形


图7 变压器原边1(上)和原边2(下)电压波形


图8 整流二极管Dr1(上)和Dr2(下)电压波形


图9 滤波电感电压波形(上)和电流(下)波形


4 结论

  由前面的理论分析和实验结果可知,该电路拓扑具有如下特点:
  (1)磁芯双向磁化,磁芯利用率高;
  (2)开关管的电压应力为输入电压的一半,所以本电路拓扑适合于高压输入场合;
  (3)采用交错控制以提高等效输出和提高变换器的等效频率,减小输出电流脉动,进而减小滤波器的体积。
  (4)工作过程与全桥变换器相似,且两个开关管实现了在ZVS下导通。
同时,也具有以下缺点:
  (1)需要两个相同的原边,相对于相同的全桥变压器来说有更多的铜耗;
  (2)采用RCD吸收网络,消耗了部分功率。

参考文献

[1]冯翰 变换器组合研究,浙江大学博士学位论文,2001.10。
[2]Dharmraj V.Ghodke, K.Muralikrishnan “Zvzcs, Dual, Two-Transistor Forward Dc-Dc Converter with Peak Voltage of Vin/2, High Input and High Power Application” PESC2002, Cairns, Australia, pp1153-1158.
[3]K.Harada, H.Sakamoto “Switched Snubber for High Frequency Switching” PESC1990,San Antonio,TX,USA,pp181-188.

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