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1、通信电源技术2006年11月25日第23卷第6期TelecomPowerTechnologiesNov.25,2006,Vol.23No.6文章编号:10093664(2006)06000403研制开发一种有源钳位的半桥Boost变换器的研究王鼎奕,王志强(华南理工大学电力学院,广东广州510640)摘要:Boost电路和半桥、全桥电路相结合的电流馈电DCDC变换器被广泛地使用在UPS、燃料电池等低输入电压、高输出电压的系统中。文中介绍了一种新型的有源钳位电路,在实现有源钳位的同时对所有的开关管实现了ZVS开通,提高
2、了变换器的效率。关键词:有源钳位;半桥;Boost电路中图分类号:TN86TM461文献标识码:AAnActiveClampHalfBridgeBoostConverterWANGDingyi,WANGZhiqiang(SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Thecombinationofboostandhalfbridgeor/andfullbridgecurrentfedDCDCconverterarewidelyusedi
3、nUPS,fuelcellsystemsinwhichtheinputvoltageismuchlowerthantheoutputvoltage.Anactiveclampcircuitisproposedinthepaper.AndthecircuitcanachievetheZVSofallpowerswitches.Itseasytoachievethehighefficiency.Keywords:activeclamp;halfbridge;boostcricuit升压型的DCDC变换器被广泛地应用在UPS
4、、电的半桥变换器一个工作周期可以分为两个完全对称燃料电池等系统中。在这些低输入电压、高输出电压的部分。的场合,传统的Boost电路很难胜任。传统Boost电模态1(t0时刻以前):M1,M2同时导通,Boost路在输出输入电压比值很大的情况下,电感上流过的电感L1,L2上流过的电流在电压源Uin的作用下线性电流很大,会产生巨大的损耗,所以一般情况下Boost上升,斜率分别为Uin/L1和Uin/L2,负载上流过的电电路输出输入电压的比值不超过5。而在采用了电压流完全由输出电容Co提供。馈电的变换器中,因为升压过程只由变压器完成,所
5、以变压器的次级和初级的匝比很高,这样在开关管关断时会有很大的浪涌电流,使得缓冲电路的设计十分困难。在Boost和半桥、全桥结合的电流馈电的变换器中,升压的过程由升压电感和变压器共同完成,变压器的匝比很小,开关管关断时浪涌电流很小,从而使得变压器和缓冲电路的设计变得容易。此外,电感的存在减少了电流的纹波,所以可以选择更小的输出电容,从图1电流馈电的半桥变换器而减少了变换器的体积。1电流馈电的半桥变换器电流馈电的半桥变换器如图1所示,它的结构简单,变压器的匝比小,采用两个相等的分离电感比只采用一个Boost电感具有更小的体积。但是
6、电流馈电的变换器在开关管关断时,由于变压器漏感储存能量的作用,开关管承受了巨大的冲击电压。电流馈电的半桥变换器工作波形如图2所示,可以看作两个Boost电路使用同一个变压器对负载供图2关键波形电,开关管M1,M2相位差180,占空比相同。电流馈模态2(t0~t1):在t0时刻M1关断,L1上流过的电流流过变压器的初级和M2,通过D1,D4对负载供收稿日期:20060617作者简介:王鼎奕(1982-),男,就读于华南理工大学电力学电。这时L1上的电压为Uin-Uo/N,流过L1的电流院,研究方向为电力电子技术。线性下降,
7、斜率为(Uin-Uo/N)/L1。!4!通信电源技术王鼎奕等:一种有源钳位的半桥Boost变换器的研究TelecomPowerTechnologies2006年11月25日第23卷第6期Nov.25,2006,Vol.23No.6由于整个电路是对称的,所以模态3(t1~t2)和模态4(t2~t3)的工作状态同模态1和模态2。由伏秒数N相等的原理可知输出电压Uo=Uin。1-D电流馈电的半桥变换器具有结构简单,变压器的匝比小等优点。但是在开关管关断时,由于变压器漏感储存能量的作用,开关管承受了巨大的冲击电压。图5模态0的等
8、效电路图此外两个开关管不能同时关断,否则变压器漏感上储感电流IL1对Ca,C1充分充电,对C1A充分放电后,C1A存的能量会引起巨大的浪涌。因此占空比D不能小上的电压为零,M1A上的反并联二极管D1A导通,具备于0.5,电压的变化率不能小于2N。了
