推挽正激多重化DC_DC变换器的研制

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1、第40卷第5期电力电子技术Vol.40,No.52006年10月PowerElectronicsOctober,2006推挽正激多重化DC/DC变换器的研制胡维昊,裴云庆,王兆安（西安交通大学，陕西西安710049）摘要:介绍了基于推挽正激拓扑的多重化DC/DC变换器，详细分析了其工作原理。推挽正激变换器同时具有推挽变换器和正激变换器的优点，它的变压器磁芯双向励磁、磁芯利用率高、开关管电压应力低、不需要附加磁复位电路等优点。系统采用了多重化技术，减小了每套装置的输入电流和输出电压，提高了系统的可靠性，同时还减少了输出电压的

2、脉动，因此可以大大减小滤波电感、电容。论述了该变换器主电路和控制电路的设计，最后在此基础上研制了一台5kW的实验样机。试验结果表明，推挽正激电路在低电压大电流场合具有一定的应用优势。关键词:变换器；变压器；拓扑/推挽正激；多重化中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:1000-100X（2006）05-0021-02DevelopmentofDC/DCMultipleConverterbasedonPush-pullForwardTopologyHUWei-hao,PEIYun-qing,WANGZhao-an(Xi′

3、anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China)Abstract:ThepaperintroducesaDC/DCmultipleconverterbasedonpush-pullforwardtopologyandanalyzesitsoper-ationprincipleindetail.Push-pullforwardconverterhasthestrongpointofpush-pullconverterandforwardconvertersimul-tanously.Itstra

4、nsformerworksintwodirectionstohaveahighusagefactorofthetransformercore.Ithaslowvoltagespikeoftheswitchesandtheadditionalmagnetismrestorationcircuitisnotneeded.Multipletechniquescanreducetheinputcurrentandoutputvoltageofeachconverter，andincreasethereliabilityofthec

5、onverter.Meanwhile,itreducestherippleoftheoutputvoltage，sotheoutputfilterinductorandcapacitorcanbereducedobservably.Thedesignprocedureofthepowerstageandcontrolcircuitareintroduced.Finally5kWexperimentalequipmentisaccomplished.Experimentalresultsprovethatpush-pullf

6、orwardtopologyhassomesuperiorityinlowvoltageandhighcurrentsituation.Keywords:converter；transformer；topology/push-pullforward;multiple1引言级由两个开关管VS1，VS2、两个变压器初级绕组n1，n2开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航和一个电容C1组成。变换器的次级采用全桥型整流天、军事以及家电等领域应用非常广泛的一种电力电路，并通过一个LC滤波器后连接到负载R。电子装置。它具有电能转换

7、效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点[1,2]。推挽变换器和正激变换器是两种常用的DC/DC变换器，他们都有一些固有的缺点：推挽变换器容易产生偏磁导致变压器饱和；正激变换器的变压器是单向励磁，磁芯利用图1推挽正激变换器原理图率低，且需要附加磁复位电路[3]。在电路稳定工作的情况下，无论哪一个开关管推挽正激变换器同时具有推挽变换器和正激变导通，C1都将和其中一个初级绕组并联，C1上的电换器的优点。它的变压器磁芯双向励磁、磁芯利用率压uC1为正，且其幅值与电源电压Ui相当。由此可高、能够自动抑制变压器的偏磁、开关

8、管电压应力低、知，当任意一个开关管导通时，另一个开关管漏-源不需要附加磁复位电路。由于上述优点，推挽正激变极间承受的电压为Ui+uC1≈2Ui。换器在低电压大电流应用场合具有比较大的优势[4]。在一个开关周期内该电路经历8个开关状态，图2示出其工作原理波形。图3示出各开关状态的2工作原理等效电路。图1示