倍流整流在低压大电流开关电源中应用

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1、·78·工业仪表与自动化装置2015年第4期倍流整流在低压大电流开关电源中的应用崔晶(西安铁路职业技术学院，西安710014)摘要：在隔离型低压大电流输出的DC／DC变换器中，同步整流电路中存在着纹波电流大的问题。针对此问题，提出了倍流同步整流电路，与传统的整流电路相比，大大减小了纹波电流。通过实验验证了该方案的有效性和优越性。关键词：倍流整流电路；DC—DC；拓扑中图分类号：TM91文献标志码：B文章编号：1000—0682(2015)04—0078—03Applicationofthecurrent--doublerrectifierinthelow—vol

2、tagehigh—currentoutputDC—DCconverterCUIJing(Xi'anRailwayVocational＆TechnicalInstitute，Xi'an710014，China)Abstract：Inthispaper，themeritsandlimitationsofcurrent—doublerrectifierareanalyzedandsynthesized．Thecurrent—doublerrectifieriscomparedwiththeothersecond—siderectifier．Theconclu—sion

3、hasbeendrawnthatthecurent——doublerrectifierissuitableforthelow——voltagehigh—‘curentout--putDC—DCconverter．Keywords：current—doublerrectifier；DC—DC；topology附近时，后两种整流拓扑与半波整流相比，并没有太0引言多的优势。随着微处理器和数字信号处理器的不断发展，2)输出滤波电感在相同条件下，要得到相同的对芯片供电电源的要求越来越高，不论是功率密度、输出电压纹波，后两种整流拓扑所需的滤波电感值效率和动态响应等方面都有了

4、新要求，特别是要求明显比第一种小，从而减小了滤波电感的尺寸，变换输出电压越来越低，电流却越来越大。这就要求具器体积得到减小。有输出电压低、电流大、动态响应快的变换器。同步3)倍流整流变压器仅需一个副边绕组，且只需整流可使变换器损耗减小，但电流纹波大的问题比要输送负载电流的一半，相对中心抽头的全波整流，较难解决。因此该文提出了倍流同步整流电路，很变压器结构更简单，制作更容易。好地解决了电流纹波大的问题。4)倍流整流变压器原边性能不受副边整流的影响，当电源工作在开关死区时，负载电流不1同步整流方案的选择通过变压器的副边绕组续流，因此不会影响原边由于输出为低压大电流，

5、因此副边整流电路的电路的工作方式，也不会对占空比的变化产生选用尤为重要，在常用的4种副边拓扑结构中，倍流影响。整流电路具有如下特点：因此，在高压输入的设计中，倍流同步整流电路1)全波和倍流整流中整流管的导通损耗远比是副边整流电路的最优选择。半波整流小。但当整流电路工作在最大占空比D2倍流整流工作原理分析收稿日期：2014—12—02倍流整流电路由变压器的副边绕组，2只相同作者简介：崔晶(1974)，女，山东蓬莱人，副教授，研究方向为电力电子与电力传动。的整流二极管，2个大小相等但彼此独立的滤波电2015年第4期工业仪表与自动化装置·79·感和一个输出滤波电容构成

6、，其拓扑形式如图1所2)状态2(t1～t2)示。I，s。是变压器副边绕组电压，L。：L=L。假设变压器副边绕组上电压为零，D、D都导通。变压器和电路中各元件均为理想的，滤波电感和通过电感、：的电流都在线性下降，电路处于续流上的电流工作在连续模式。倍流整流稳态波形如状态。这一状态的等效电路如图3b所示，可得如下图2所示。关系式：=一=上Di+=一=：．一lI+一z。ec一JZD2L一￡二j一一If吐：，，’、，’^+2一图1倍流整流电路tlt2t3t4(a)￡(b)图2倍流整流电路原理波形在一个开关周期中，电路共有4种工作状态，如图3所示。1)状态1(t。一t】)

7、变压器副边绕组上电压为正，D：处于导通状L2态，D处于关断状态，电感上电流线性上升，上(d)电流线性下降。这一状态的等效电路如图3a所示，图34个工作状态的等效拓扑可得如下关系式：3)状态3(t2～t3)。=一警变压器副边绕组上的电压为负压，D处于导通状态，D：处于关断状态，。上的电流线性下降，：上一的电流线性上升。这一状态的等效电路如图3c所·80·工业仪表与自动化装置2015年第4期示，可得如下关系式：附近。d，．输出滤波电感、：和滤波电容C的计算：一电感电流纹波值d，=一=△l(1一D)4)状态4(t～t)所以△。=Vor,(1—20)变压器副边绕组上的电

8、压为零，D、D：都导通，