隔离型dcdc变换器

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1、隔离型DC/DC变换器1参考文献[1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计，电子工业出版社3.1变压隔离器的理想结构2[2]SIOMNANG,ALEJANDROOLIVA.开关功率变换器——开关电源的原理、仿真和设计，机械工业出版社4.2正激变换器概述非隔离的DC/DC变换器的局限性输入输出不隔离，形成地线上的环流输入输出电压比或电流比不能太大无法实现多路输出3解决方法采用变压隔离器概述理想变压隔离器的特征从输入到输出能够通过所有的信号频率，即从理想的直流到交流都能变换；变换时可不考虑能量损耗；变换中能提供任何选定的电压和电流变比能使输入

2、和输出之间完全隔离变换时，无论从原边到副边，或副边到原边，都是一样方便有效4理想的变压隔离器符号概述常见的变压隔离器电路5单端变压隔离电路双端变压隔离电路主要应用于中小功率电路优点：线路简单缺点：（1）输入电流脉动（2）S1关断时承受高压（3）闭路峰值电流大概述常见的变压隔离器电路6半桥变压隔离电路全桥变压隔离电路隔离型Buck变换器——单端正激变换器电路的构成7基本buck变换电路拓扑Buck变换器工作波形隔离型Buck变换器——单端正激变换器电路的构成8隔离型buck（正激Forward）变换器隔离型Buck变换器——单端正激变换器工

3、作原理9N3+VD2：将残存的能量馈送到输入端，即进行磁复位。由于磁芯的磁滞效应，当具有非零直流平均电压的单向脉冲加到变压器初级绕组上，线圈电压或电流回到零时，磁芯中磁通并不回到零，这就是剩磁通。剩磁通的累加可能导致磁芯饱和，因此需要采用磁复位（去磁技术）（2）电感L储能，电流直线上升隔离型Buck变换器——单端正激变换器工作原理10能量传递阶段VT导通UN2UO（1）经变压器耦合和二极管VD向负载传输能量。工作原理11隔离型Buck变换器——单端正激变换器磁复位阶段VT截止（2）副边：VD截止，VD1导通，L向负载释放能量，电流直线下降

4、。（1）原边：磁芯中的剩磁能量通过VD2和N3向输入电源馈送。工作原理12隔离型Buck变换器——单端正激变换器续流阶段VD2截止磁芯中的能量释放完毕。VD1导通或截止（1）如果电感储能能够维持电流连续至下个周期开始，VD1始终导通。（2）如果电感电流断续，则VD1截止。工作原理13隔离型Buck变换器——单端正激变换器uVD1Uo输出电压平均值VT截止时隔离型Buck变换器——单端正激变换器正激变换器的设计开关管的选择（1）开关管的漏极额定电流必须大于流过IGBT漏极实际电流IDmax。14（2）当N1=N3时，开关管承受最大电压为2U

5、i隔离型Buck变换器——单端正激变换器整流二极管、续流二极管的选择（1）流过整流二极管和续流二极管中的电流峰值均为电感电流峰值（2）VD1承受最大电压出现在VT导通时（3）VD承受最大电压出现在VT截止时15隔离型Buck变换器——单端正激变换器多路输出的正激变换器原理图16隔离型Buck变换器——单端正激变换器例前页所示正激变换器，输入电源电压60V，二次主输出的平均输出电压为5V,开关频率为1kHz，输出电感电流纹波最大值为0.1A，原边边绕组匝数60，匝比Nr/Np等于1。求：（1）副边主绕组匝数最小值Nsm；（2）输出滤波电感L

6、om的值。17隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器电路的构成18基本Buck-Boost变换器隔离型Buck-Boost变换器电感—>隔离变换器隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器电路的构成19单端反激式（Flyback）变换器VT导通时，VD截止VT截止时，VD导通电感储能型变换器导通终了时，i1的幅值隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器工作原理20VT导通时，VD截止i1i2流过N1的电流VT截止时，VD导通I2p为VT截止时i2的幅值流过N2的电流隔离型Buck-Boost变换器——单端反激

7、变换器3种工作状态变压器磁通临界连续状态21VT截止时间toff和绕组N2中电流i2衰减到零所需的时间相等隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器变压器磁通不连续状态22VT截止时间toff比绕组N2中电流i2衰减到零所需的时间更长即toff>(L2/UO)I2P隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器输入输出电压关系23即输入功率为VT导通期间，变压器T储能输出功率为假定电路无损结论：（1）Uo与负载RL有关，RL↑→Uo↑（2）Uo与导通时间成正比（3）与电感量L1成反比隔离型Buck-Boost变换器——单端反激

8、变换器开关管承受电压24VT截止时，N1上的感应电势VT截止时，漏-源承受的电压隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器变压器磁通连续状态25VT截止时间较小，toff<(L2/UO