24VDC_220VDC车载开关电源的分析与实现

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1、《电气自动化》!""#年第$%卷第&期设计实例’()*+,-.(/)!"#$%&!!’#$%车载开关电源的分析与实现()*+,-.-*)/012+313)4*4.5)56!"#$%&!!’#$%#37.8+3&95:)3;<.4873/&=5/3>5<3:;?22+,上海交通大学电气工程系!上海"##"$#%黄春春杨喜军!!"#$%"#&’&#()($%*$&+,-.&/01!"#$%"#&"##"$#%&’()*+,-*).&’-)/’-)0*).1(2-)摘要：为了适应车载用电设备的需求，采用推挽逆变3高频变压3全桥整流方案设计了"$45&输入6""#45&输出、额定输出功率7#

2、#8的5&35&变换器，并采用9:法给出了高频推挽变压器的设计过程。在详细分析推挽逆变工作原理的基础上，给出了实际设计中的注意事项。实验结果表明该方案是一种理想的车载5&35&变换器设计方案。关键词：车载开关电源推挽逆变高频变压全桥整流&’()*+,);<)=>?@>A=*?*BAA=A’@)@@?C=DE@’(/F@3G=>)@@F@/A>(/*F@H-(BI@)AC%-C().B-C’3B-FF()E@>C(=)3’(.’D>@H-@)/JA>*)CD=>I*A(=)3D-FFG>(?.@>@/A(D(/*A(=)B>=.>*I%*"$45&3""#45&/=)E@>A@>K(A

3、’A’@=-AB-AB=K@>=D7##8(C?@C(.)@?L<)*??(A(=)%A’@?@C(.)B>=/@CCD=>*M()?=D’(.’3D>@H-@)/JB-C’3B-FFA>*)CD=>I@>CK(A’9:I@A’=?(C.(E@)B*>A(/-F*>FJL9)?*AA@)A(=))=A@CD=>?@C(.)().*>@.(E@)=)G*C@=D*?@A*(F@?*)*FJC(C=DB-C’3B-FF()E@>C(=)K=>M().B>()/(BF@LN’@@OB@>(I@)A*F>@C-FACC’=KA’*AA’@B>=.>*I(C*)(?@*FE@’(/F@5&35

4、&/=)E@>A@>?@C(.)L-./01*2(;E@’(/F@3G=>)@PQ:PB-C’3B-FF()E@C(=)’(.’3D>@H-@)/JA>*)CD=>I*A(=)D-FF3G>(?.@>@/A(D(/*A(=)R中图分类号SNTU7R文献标识码S9R文章编号SV###3WUU7!"##X+#$3##773#W随着现代汽车用电设备种类的增多，功率等级的增加，所需要电源的型式越来越多，包括交流电源和直流电源。这些电源均需要采用开关变换器将蓄电池提供的YV"45&或Y"$45&的直流电压经过5&35&变换器提升为Y""#45&或Y"$#45&，后级再经过5&39&变换器转换为

5、工频交流电源或变频调压电源。对于前级5&35&变换器，又包括高频5&39&逆变部分、高频变压器和9&35&整流部分，不同的组合适应不同的输出功率等级，变换性能也有所不同。推挽逆变电路以其结构简单、变压器磁芯利用率高等优点得到了广泛应用，尤其是在低压大电流输入的中小功率场合；同时全桥整流电路也具有电压利用率高、支持输出功率较高想情况下可假定45!V^#，而此时由于在绕组中会产生一个感应电等特点，因此本文采用推挽逆变3高频变压器3全桥整流方案，设压，并且根据变压器初级绕组的同名端关系，该感应电压也会叠加计了"$45&输入6""#45&输出、额定输出功率7##8的5&35&到关断的P"上，

6、从而使P"在关断时承受的电压是输入电压与感应变换器，并采用9:法设计相应的推挽变压器。电压之和约为"*3。在实际中，变压器的漏感会产生很大的尖峰电压加在P"两端，从而引起大的关断损耗，变换器的效率因受变压器漏@推挽逆变的工作原理感的限制，不是很高。在PV和P"的漏极之间接上]&缓冲电路，也图V给出了推挽逆变3高频变压3全桥整流5&35&变换器的称为吸收电路，用来抑制尖峰电压的产生。并且为了给能量回馈提基本电路拓扑。通过控制两个开关管PV和P"以相同的开关频率供反馈回路，在PV和P"两端都反并联上续流二极管85。交替导通，且每个开关管的占空比2均小于Z#[，留出一定死区时间以避免PV

7、和P"同时导通。由前级推挽逆变将输入直流低电!开关变压器的设计压逆变为交流高频低电压，送至高频变压器原边，并通过变压器采用面积乘积（9）法进行设计RVS。对于推挽逆变工作开关电:耦合，在副边得到交流高频高电压，再经过由反向快速恢复二极管源，原边供电电压*3^"$4，副边为全桥整流电路，期望输出电压]5构成的全桥整流、滤波后得到所期望的直流高电压。由于开*6^""#4，输出电流36^W9，开关频率7.^Z#M,_，初定变压器效关管可承受的反压最小为两倍的输