一种宽输入双管反激式开关电源的设计.Stamped.pdf

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1、第l2卷第1l期电子元器件焘用Vol_12No．112010年11月ElectronicComponent&DeviceApplicationsNOV．2010doi：lO．3969／j．issn．1563-4795．2010．11．021一种宽输入双管反激式开关电源的设计甘颖，黄建国，程玉华，张羽丰(1．中国电子科技大学自动化工程学院测试计量研究所第八所，四川成都611731；2．中国自动化控制系统总公司，北京100026)摘要：光伏并网发电系统中通常使用宽输入范围的开关电源来为低压微控制器、IGBT驱动器以及LCD供电。文中介绍了一种输入范围为120-8

2、00V，输出为20W1A的开关隔离电源的设计方法，从而有效地解决了光伏并网发电系统的供电问题。关键词：开关电源；PWM；变压器；MOSFET0引言当VT1和VT2同时导通时，DC电源和变压器初级组成回路．变压器初级的电流上升，变压器的磁根据《太阳能光伏发电系统研制技术协议》通密度从初始的剩余磁通Br上升到峰值Bw，并将的规定，接人太阳能光伏发电系统的电池阵列在能量存储在变压器中，这时，由于次级的二极管最强光照的情况下的开路电压将不能超过750V，VD3的截止作用。使得变压器不能向次级传送能最低不低于120V。本文介绍的开关电源就是在量：而当VT1和VT2同时

3、关断的时候，由于反激120～750V的输入电压范围内能稳定地输出．从的作用，变压器初级的电压反向。钳位二极管而使太阳能光伏并网发电系统能在协议规定的输VD1和VD2导通。以把原边绕组的反激电压和开人范围内稳定地为低压控制器、IGBT驱动器以及关管上的电压钳制在电源电压Vdc。此时，存储LCD供电，并使系统可靠地工作。在变压器的能量一部分向副边传递．另一部分通过钳位二极管返回给电容C1和C2。因而在反激时l电路拓扑间内，变压器的磁通密度从峰值Bw下降到剩余磁通Br。经过一段时间，VT1和VT2又同时开通，本设计的电路拓扑结构如图1所示，图中，以进入下一个周期。

4、整个电路通过连续地开关VT1和VT2，就可以得到稳定的直流输出。由于实际电路的分布参数以及开关管VT1和VT2的属性并非完全相同，所以，VT1和V，r2不是完全同时开关。当VT1先关断时，变压器初级TI、VT2和VD2组成回路续流，而当V1'2关断时，变压器储存的能量将向次级传送；同理，当Vrr2先关断，变压器初级T1、VT1和VD1将组成回路续流．并当VT1关断时。变压器存储的能量向次级传送。电流取样电阻与一般采用单管加控制芯片的开关电源不同图1双管反激式拓扑结构的是．本设计采用了上下两个MOSFET，这样做的目的一是可以降低每个开关管上承受的电压，收稿E

5、t期：2010—06—2962电子元器件焘硐2010．11WWW．ecda．cn第l220卷10钲第1l1YJl期趣船参考Vo1．12No．1lNOV．2010二是两个开关管不需要采用两个控制芯片来控本设计采用负载绕组给控制芯片SG6841供制．而只用一个PWM波就可以实现两个开关管的电．从主电路可知，辅助绕组和次级绕组处在相同时开通和关断。同的工作方式下，这在设计变压器的时候只要根图2所示是本设计的主电路图，图中，D1和据次级输出就可以确定辅助绕组的设计。应当注D2主要防止由于反激电压串人DC电源引起DC电意的是，在双管反激电路中，两个开关管中间有压波动．

6、R1和R2取值相同，C1和C2的容值属性一个悬浮地．因而不能直接驱动，所以，这里采均相同。这样一方面可以平衡Cl和C2上的电压，用变压器隔离驱动方法来使VT1和VrI’2公用同一另一方面可以降低C1的C2的耐压。VT1和V1’2共驱动信号。用一个驱动信号，故可实现同时开通和关断。R3图3所示是本设计的控制芯片电路及驱动电为采样电阻，该主电路采用的是峰值电流控制模路，图中，R3接在直流电压DC端主要用来启动，式。VT4的作用主要是外加保护。辅助绕组的设当流入3脚的电流足够启动芯片的时候，芯片8脚计主要是为控制电路供电。次级整流二极管后加Gate输出PWM波，从

7、而使主电路导通，电源开始叮T型滤波器的效果要比只用电容滤波更好，R4为工作R4主要确定芯片输出PWM波的频率，R5假负载，主要是防止开关电源的空载。R5，R6，和C5组成电流采样的匹配网路。由于芯片采用逐t1431．pc817~R7共同组成反馈电路。周峰值电流工作方式，故在初级线圈电流达到峰值时，芯片将关断PWM波，变压器向次级传送能2控制电路的设计量。本设计采用SG6841高集成环保模式PWM控制器，该控制器采用电流模式(逐周期电流限制)Feeado0aacck》vDD}-Z的工作方式，可以实现软驱动图腾柱输出的可调翔FB控的PWM波形，其输出电压可达18

8、V，足以同时RiRT['-~驱动两路MOSFET。本