低压输入交错并联双管正激变换器的研究

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1、低压输入交错并联双管正激变换器的研究

2、第1内容显示中摘要：针对航空静止变流器的直流环节，对交错并联双管正激变换器进行了研究。分析表明，双管正激电路利用两个续流二极管实现了变压器铁心的磁复位，简单可靠，采用交错并联技术后，输入输出电流纹波大大减小，减小了输入输出滤波器的体积，同时变换器的热分布更加均匀，提高了整机性能和可靠性。在完成航空DC27V低输入电压，DC190V输出，1k继续通过D3、D4续流，线性减小，回馈电源。D7关断，D5导通，电源通过T1给副边传输能量。T1磁化电流i1M从零线性上升，i1M(t)=(Uin/L1M)(t－t0)(1)i2M(t)=I2M0－(Uin/L

3、2M)(t－t0)(2)式中：L1M、L2M——对应T1、T2原边磁化电感；I2M0为Q1、Q2开通时刻（t0时刻）对应另一路T2的励磁电流值。其大小解释如下：t1时刻，励磁电流i2M(t1)=0，t0-1=t1－t0=(2D－1/2)Ts也即I2M0=(Uin/L2M)(2D－1/2)Ts这一时段内D1、D2、Q3、Q4上承受的电压均为Uin。2)开关模态2[t1～t2][参考图3(b)]t1时刻，励磁电流i2M（t1）为零，D3、D4自然关断，此时T2原边磁化电感L2M、漏感L2S、Q3、Q4漏源结电容Coss3、Coss4开始谐振。i2M反向流动，给Q3、Q4漏源结电容放电，如

4、果uds3(uds4)下降到零，因Q3、Q4体二极管导通，uds3(uds4)将被箝位为零。这一时段因为另一路中Q1、Q2导通，使得D7上的电压被箝为Uin/n，而T2副边电压不会超过Uin/n，因而不会出现单路双管正激副边箝位为零的情况，所以在T2绕组上（同名端）出现正压。对应有uds3(t)=uds4(t)=Uin·〔1＋cosωr(t－t1)〕/2(3)i1M(t)=500)this.style.ouseg(this)">(2D－1/2)Ts＋500)this.style.ouseg(this)">(t－t1)(4)i2M(t)=－(Uin/Zr)sinωr(t－t1)(5)式

5、中：ωr=1/500)this.style.ouseg(this)">；Zr=500)this.style.ouseg(this)">；L2=L2M＋L2S。这一时段D3、D4上的电压uD3=uD4=Uin－uds3，uT2PR1M=Uin－2uds3，t2时刻uds3(t2)=uds4(t2)=Uin·500)this.style.ouseg(this)">(6)i1M(t2)=I1M(＋)=(Uin/L1M)DTs(7)i1M(t2)=(Vin/Zr)sin(ωrt1-2)(8)式中：t1-2=t2－t1=(1/2－D)Ts。3)开关模态3[t2～t3][参考图3(c)]t2时刻

6、，Q1、Q2关断，D1、D2开通续流，T1磁化电流从正向最大值I1M(＋)线性下降，i1M(t)=I1M(＋)－(Uin/LM)(t－t2)(9)i1M(t3)=(Uin/LM)(2D－1/2)Ts(10)D5关断，D7开通，负载电流Io经D7续流。此时，T2原边继续谐振，因此时T2绕组（所标同名端）电压为正，使得D6、D7同时导通，把T2副边箝位为零，从而谐振回路变为T2漏感L2S与Q3、Q4结电容的谐振，释放漏感能量，使得T2磁化电流到零，uds3、uds4迅速上升至Uin/2，之后保持在Uin/2，直到下一开关状态。4）开关模态4[t3～t4][参考图3(d)]5）开关模态5[

7、t4～t5][参考图3(e)]6）开关模态6[t5～t6][参考图3(f)]t3时刻，对应下半周期开始，两路双管正激电路互换工作状态，重复前半周期的工作情况，对应的相关公式互换一致，这里不再赘述。t6时刻，Q1、Q2再次开通，开始下一个周期。3电路特点分析从以上开关模态分析可知，双路交错并联双管正激DC/DC变换器交替工作，向副边传输能量，通过二极管D1、D2或D3、D4向电源回馈能量，实现铁心磁复位，电路结构简洁。并且主功率管关断期间只承受电源电压，这样就可以选用低压高速、导通电阻小的功率管，从而减小功率管导通损耗和开关损耗。而且，因两路交错并联结构的使用，电路具有以下优点：——在

8、同样开关频率下，输出滤波电感上电压的频率提高了一倍，这样减小了输出滤波电感的体积；同时输入电流脉动频率提高一倍，亦减小了输入滤波器的体积，从而进一步减小整机的体积。——由于两路交错并联，使得整流侧输出电压等效占空比增加一倍，这就带来两个好处：一是使功率管工作在占空比小于0.5的情况下，整流侧输出电压占空比可以在0～1之间变化，提高了电路的响应，并有利于驱动电路的设计；二是在同样输出电压的情况下，整流侧峰值电压减小一半，续流时间减小，有利于选择低电流定额的续