加双CDD无源无损缓冲电路的推挽正激变换器

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1、第40卷第3期电力电子技术Vol.40,No.32006年6月PowerElectronicsJune,2006加双CDD无源无损缓冲电路的推挽正激变换器步宏飞,肖岚（南京航空航天大学，江苏南京210016）摘要:给出一种可用于燃料电池发电系统的前级DC/DC变换器方案——推挽正激变换器。针对其次级整流二极管反向恢复引起的电压尖峰，引入了一种双CDD（一个电容两个二极管）无源无损缓冲电路，详细分析了引入该电路后推挽正激变换器工作模态，并给出了缓冲电容的选取原则和输出滤波耦合电感的设计，最后通过仿真和一台1kW实验样机验证了理论分析的正确性。关键词:变

2、换器/推挽正激变换器；反向恢复；缓冲电路；耦合电感中图分类号:TM46文献标识码：A文章编号:1000-100X（2006）03-0050-03APush-PullForwardConverterwithPassiveandLosslessDualCDDSnubberCircuitBUHong-fei，XIAOLan（NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China）Abstract:Afront-endPushPullForwardConverter（PPFC）usedi

3、nthefuelcellpowergenerationsystemisproposedinthispaper.ApassiveandlosslessdualCDD（onecapacitorandtwodiodes）snubbercircuitisaddedinthesecondarytoclamptherectifiervoltage.Theprincipleofoperation，theselectionofsnubbercapacitorsandthedesignofthecouplinginductorareillustratedandveri

4、fiedona1kWexperimentalcircuit.Keywords:converter/PPFC；reverserecovery；snubber；couplinginductorFoundationProject:SupportedbyDELTAScienceandEducationDevelopmentFoundation1引言而有利于变压器的设计制作和开关管的选取。因此，燃料电池用于直接发电，能量转化率高，操作安PPFC在燃料电池发电系统中有较大的应用优势。静，环境友好，且易于模块化，因而在中小型电站、分设计了一台输入为30～60V、输

5、出为+180V和布式系统以及电动汽车等领域具有极高的应用研究-180V，额定功率1kW为的PPFC原理样机。由于存价值[1]。由于燃料电池输出特性较软，且大部分用电在变压器漏感，次级整流二极管关断瞬间流过的反场合要求输入输出电气隔离，所以一般采取向恢复电流，将会在二极管两端引起很高的电压尖峰，这不仅对整流二极管的安全工作不利，而且会带DC/DC+DC/AC两级式结构进行电能变换后供给负载，当后级DC/AC采用半桥或双降压式逆变器拓扑来初级主开关管的额外导通损耗。文献[3]给出一种时，需要DC/DC的输出为带中线地的对称正负电利用一个电容两个二极管的C

6、DD缓冲电路，而本文压。本文研究前级DC/DC变换器的设计。将变换器的输出设计成带中线地的对称正负电压，推挽正激变换器（PushPullForwardConverter,不能直接利用上述CDD缓冲电路，因此需要在其基础上加以改进。改进后的双CDD无源无损缓冲电路PPFC）电路结构简单，工作占空比可变化范围较宽且实现了输入输出电气隔离。与传统的推挽电路相可以较好地解决整流二极管关断电压尖峰问题。比，该电路具有输入电流脉动小[2]的优点，因而燃料2工作原理电池正常工作时输出功率波动范围较小，提高了燃图1示出PPFC主电路和主要原理波形。VD1～料的利用率

7、[1]，在一定程度上弥补了燃料电池动态VD构成全桥整流电路，C，C和VD～VD构成4c1c2c1c4响应速度较慢的缺陷。此外，该电路还能有效抑制双CDD无源无损缓冲电路。变压器次级两绕组连接变压器铁心偏磁及开关管两端关断电压尖峰[2]，因点与输出端滤波电容中点相连，输出电压为+U/2。o定义开关周期为Ts，VS1，VS2每个Ts内导通时间为基金项目:台达科教发展基金资助项目定稿日期:2005-06-23Ton，占空比D=Ton/Ts。为简化分析，假设：①所有功率作者简介:步宏飞(1981-),男,江苏丹阳人,硕士研究开关管为理想器件；②C较大，在工作

8、过程中，端电生,研究方向为功率电子变换技术。压保持Uin不变；③L1，L2足够大，在一个Ts内其电50加双C