適合高壓輸入大功率場合的雙管正激變換器的研究
t2時刻,S1、S2同時關(guān)斷,Cs1、Cs2以電流I0/K和勵磁電流im1充電,Cs3、Cs4放電,直到Uds1=Uds2=Uds3=Uds4=Uin/4,Dr2開始導(dǎo)通,變壓器的兩原邊電壓被箝位在零時,此模態(tài)結(jié)束,持續(xù)時間:
2.4 開關(guān)模態(tài)4[t3,t4][參考圖2(d)]
Cs1、Cs2繼續(xù)充電,同時Cs3、Cs4繼續(xù)放電,漏感Llk1和Llk2上的電壓逐漸上升,當(dāng)Uds1=Uds2=Uin/2,Uds3=Uds4=0時,此模態(tài)結(jié)束。此時,S3可在ZVS下導(dǎo)通,且Uds4=Uin/2。
2.5 開關(guān)模態(tài)5[t4,t5][參考圖2(e)]
t4時刻,漏感Llk1和Llk2上的電壓均為Uin/2,D1、D2同時導(dǎo)通,流過很小的勵磁電流。此模態(tài)在D1、D2同時關(guān)斷時結(jié)束。
2.6 開關(guān)模態(tài)6[t5,t6][參考圖2(f)]
在此開關(guān)模態(tài)中,Uds1=Uds2=Uin/4,Dr1和Dr2仍同時導(dǎo)通、續(xù)流,直到S4導(dǎo)通時結(jié)束。
3 實驗結(jié)果
采用上述原理,研發(fā)了1KW的DC/DC變換器。
3.1 電路的主要參數(shù)
Uin=500VDC;Uout=320VDC;P0=1kW;fs=100kHz,K=0.6。
3.2 效率
所研發(fā)的1KW的DC/DC變換器,在滿載時,效率為91.7%。
3.3 實驗波形
實驗波形如圖5~圖9。從圖5中可以看出, 輸入的兩個分壓電容上的電壓基本上是一致的。從圖6中可以看出,在滿載時,當(dāng)S2漏源之間的電壓在接近零時,S1在ZVS下導(dǎo)通,圖7是變壓器的兩個原邊的電壓波形,變壓器能對稱地工作,每一路雙管正激變換器的輸入電壓均可以穩(wěn)定在Uin/2。圖8是變壓器副邊輸出整流二極管的電壓波形,RCD吸收網(wǎng)絡(luò)能有效抑制整流二極管上的電壓尖峰。從圖9可看出,濾波電感上的電流紋波實現(xiàn)了倍頻。
4 結(jié)論
由前面的理論分析和實驗結(jié)果可知,該電路拓?fù)渚哂腥缦绿攸c:
(1)磁芯雙向磁化,磁芯利用率高;
?。?)開關(guān)管的電壓應(yīng)力為輸入電壓的一半,所以本電路拓?fù)溥m合于高壓輸入場合;
?。?)采用交錯控制以提高等效輸出占空比和提高變換器的等效頻率,減小輸出電流脈動,進(jìn)而減小濾波器的體積。
?。?)工作過程與全橋變換器相似,且兩個開關(guān)管實現(xiàn)了在ZVS下導(dǎo)通。
同時,也具有以下缺點:
?。?)需要兩個相同的原邊,相對于相同的全橋變壓器來說有更多的銅耗;
(2)采用RCD吸收網(wǎng)絡(luò),消耗了部分功率。
參考文獻(xiàn)
[1]馮翰 雙管正激變換器組合研究,浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,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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