高壓輸入多路輸出雙管反激變換器的設(shè)計

摘 要： 介紹一種適合于較高電壓輸入的雙管反激變換器的拓撲，分析其工作原理，介紹峰值電流控制模式的特點并給出變壓器主要參數(shù)設(shè)計步驟。給出了設(shè)計并調(diào)試成功的一臺約 60W 三相輸入、八路隔離輸出的直流開關(guān)電源。實驗結(jié)果證明：該電路既保留了反激變換器的結(jié)構(gòu)簡單、易于多路輸出等優(yōu)點，又解決了其在高壓場合的開關(guān)應(yīng)力大和安全性問題，非常適合于較高電壓輸入、中小功率、多路輸出的直流電源應(yīng)用場合。

0 引言

相對于正激變換器來說，反激變換器不需要輸出濾波電感，結(jié)構(gòu)簡單，成本降低。相對于半橋變換器來說，反激變換器輸入電壓范圍廣，適合各種不同電壓等級場合。相對于其他非隔離輸入變換器來說，反激變換器輸入輸出電氣隔離，安全可靠性高。而且反激變換器易于多路輸出，常用于多路輸出的小功率場合[1].但是對于輸入電壓較高的場合，單管反激變壓器的開關(guān)管要承受約兩倍輸入電壓的高壓，這對系統(tǒng)的可靠性和開關(guān)管的選擇都十分不利。本文介紹一種雙管反激變換器的拓撲，對于改善高壓場合反激變換器有十分明顯的效果。

1 工作原理分析

電路圖如圖1所示：M1,M2 為主開關(guān)管;D1,D2 為箝位二極管;D3 為輸出整流二極管;C1 為輸出濾波電容;R1 為負載;LP 為變壓器原邊繞組等效電感，Lr 為變壓器漏感;Ls 為變壓器副邊繞組等效電感。

圖 1 雙管反激變換器電路拓撲結(jié)構(gòu)

與單管反激一樣，雙管拓撲中的主開關(guān)管開通時，把能量儲存在磁路中，斷開后，磁能轉(zhuǎn)化為電能傳至負載。電路中 D1,D2 把過剩的反激能量反饋回電源 D1,Uin.電路的工作模式可分為四個部分，如圖 2 所示。

圖 2 雙管反激變換器工作波形

[t0~t1]t0 時刻，M1,M2 同時導(dǎo)通，D1,D2 關(guān)斷，輸入直流電壓作用在變壓器原邊繞組電感和漏感上，變壓器漏感電流線形上升，則有

。

箝位二極管 D1,D2 承受的反壓為Uin,輸出整流二極管 D3 承受的電壓為 U0+UinN2 / N1,副邊沒有電流通過。到 t1 時刻，漏感電流上升到：

[t1~t2]t1 時刻，M1,M2 同時關(guān)斷。但是由于電感電流不能突變，形成反向電壓，D1,D2 導(dǎo)通，M1,M2 承受輸入電壓 Uin,同時輸出整流二極管 D3 導(dǎo)通，副邊有電流 iLs流過負載，電流大小為：

原邊電流 iLr 線性下降，則有

，t2 時刻原邊電流大小為下降至 0。

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