双正激DCDC变换器的一种新型拓扑研究.pdfVIP

第 23 卷 第 3 期 电 工 电 能 新 技 术 Vol . 23 , No . 3 2004 年 7 月 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy July 2004 双正激 DCDC 变换器的一种新型拓扑研究 张加胜 , 张 　磊 (华东石油大学电气工程系 , 山东 东营 257061) 摘要 : 介绍一种新型的双端正激式 DCDC 变换器电路拓扑 ,分析其所构成的开关电源主电路及控 制 、自启动等回路的结构原理 ,针对其适用于直流高电压输入和高变压器变比场合所必须解决的 励磁磁势维持及续流等特殊问题 ,提出了一种独特的磁通维持续流控制方法 。仿真及实验的结果 证实了本方案的正确性与可行性 。 关键词 : DCDC 变换 ; 拓扑 ; 自启动 ; PWM ( ) 中图分类号 : TM46 　　　文献标识码 : A 　　　 文章编号 : 2004 的双端正激式拓扑结构相比较 ,其特点是可以有效 1 　引言 地避免上下两桥臂在高频 PWM 开关过程中易于出 目前在各种电气设备中应用的各式各样的开关 现的直通短路问题 ,使开关电源的可靠性大为提高 , 电源 ,大多数都采用间接式 DCDC 变换电路 。它具 而且其输入电压可以很高 ,输出直流电源容量大 、组 有隔离性能好 ,便于提供多路输出直流电源等优点 。 数多 ,尤其适用于中大功率电力电子系统 。目前在 间接式 DCDC 变换电路通常又分为单端 电路和双 国内外尚无有关同类拓扑的文献报道 。 端电路[ 1] 。一般小容量的开关电源多采用单端正激 鉴于所有半桥拓扑结构的双端正激 DCDC 变 式或单端反激式 DCDC 变换电路 ,其高频变压器铁 换器 ,在直流输入电压高 、高频变压器变比大的情况 芯中的磁通是单方向脉动的。单端间接式直流变换 下 ,都存在磁通维持续流阶段的不理想方面 ,本文提 电路所存在的主要缺点是高频变压器铁芯中的磁通 出了一种独特的磁通维持续流控制方法 。同时 ,为 只工作在磁化曲线的第 1 象限 ,一方面使铁芯不能 了解决开关电源的自启动问题 ,还给出了一种 自举 得到充分利用 ,另一方面总需要解决磁通复位的问 电路控制方案 。 题[2 ] 。相比之下 ,双端间接式 DCDC 变换电路比较 2 　新型拓扑结构及工作原理 适用于中大容量的开关电源 ,其高频变压器铁芯的 工作磁通在磁化 曲线的第 1 、3 象限之间对称地交 主电路采用了如图 1 所示的拓扑结构 。图中变 变 ,铁芯的利用率较高 , 也不必担心磁通的复位 问 压器原边采用半桥式双正激电路 ,主电路可直接利 题 。而且对应于正负半周都可以向输出传递能量 , 用高压直流环节供 电。两原边绕组 L 1 、L2 上下对 加之高频变压器铁芯的磁通变化线性范围宽 ,有利 称 ,极性相反 ,共用同一铁芯 。这种结构可以有效地 于减小变压器的绕组匝数和铁芯体积 ,提高开关电 避免在高频 PWM 开关作用下 , 由于 MOS 管关断不 源的功率密度和工作效率 。因此研究开发完善 、可 及时所可能出现的上下桥臂直通现象 。 靠的双正激 DCDC 变换拓扑方案一直为国内外有