双管正激研究开题报告.ppt

高效率双管正激变换器的研究 学生：吴琼 指导老师：熊蕊 课题来源、意义、目的、国内外概况与预测 如何提高效率一直是电力电子领域最为重要的研究 方向，而且必将成为未来该领域研究热点，并在某种 程度上决定电力电子技术未来的兴衰命运。 DC/DC变换技术一直是开关电源技术的重点，也是 开关电源技术发展的基础。DC/DC变换是开关电源的 基本单元，DC/DC变换技术的发展伴随着开关电源技 术发展，也是发展最快的电源变换技术之一。所以， 研究高效率DC/DC变换器对电力电子技术的发展具有 重要意义。 在各种隔离式DC/DC变换器中,单管正激变换器由于具有电路结构简单、成本较低、输出电流大、工作可靠性高等优点而广泛应用于中小功率变换场合，更成为低压大电流功率变换器的首选拓扑结构。但由于主开关管电压应力较大而不适合输入电压高的场合。 传统双管正激变换电路使得正激电路的主开关电压应力减小了一半左右，但是受复位机制的限制，它的工作占空比只能小于0.5，不适合电压范围较宽的场合。且开关管工作在硬开关状态下，开关损耗大，在不断追求高频化的今天，显得不合时宜。 本着最大可能提高电路效率的原则，本文着重研究了一种高效率双管正激变换器。 课题来源、意义、目的、国内外概况与预测 辅助绕组复位正激变换器 优点： 实现了变压器磁化能量无损地回馈到电网中去 缺点： ①功率开关承受两倍的电源电压应力; ②占空比0.5,不适合宽输入电源电压场合； ③复位绕组使变压器结构复杂化; ④需加缓冲网络抑制变压器漏感引起的功率开关关断电压尖峰。 RCD钳位正激变换器 优点： 采用钳位的磁复位方式的单端正激变换器结 构简单，成本低廉，占空比大于0.5，主开 关管的电压应力较低，不需要辅助开关管。 缺点： 由于在复位电路中的钳位电阻消耗能量，使 得变换效率变得很低。在一些对效率要求不 高或对成本要求严格的电源中，通常应用钳 位的变换器。 LCD钳位正激变换器 优点： 无损LCD缓冲网络技术可将磁化能量和漏感能 量返回到电网中,保证了变换器高效率 。 缺点： 开关频率大于30kHz时便暴露出其缺点,其原因 是过大的谐振电流增加了功率开关导通损耗。 谐振复位正激变换器 优点： 不需要任何附加的磁复位元件，而是直接通 过励磁电感和主开关管的寄生电容就可以实 现变压器复位，?变压器励磁电流可沿正负方 向流动提高了磁心利用率，同时其工作的最 大占空比可以大于0.5 。 缺点： 主开关管承受电压应力较高。 有源钳位正激变换器 优点： （1）?主开关和钳位开关均可实现零电压开通； （2）?主开关电压被钳住，一周期内小于或等于电源电压与钳位电容电压之和，减小了电压应力； （3）?变压器磁心可靠自动磁复位，无须另加复位措施； （4）?变压器励磁电流可沿正负方向流动，磁心工作于磁化曲线第一和第三象限，提高了磁心利用率； （5）?占空比可大于0.5。 和其他无源钳位（RCD钳位或谐振钳位）正激变换器 相比，复位时间更短，电压利用率更高，主开关管电 压应力更小。 缺点：增加了变换器设计难度与成本 有源钳位双管正激变换器 通过对以上单管正激电路的复位方式的比较，有源钳位技术有着其明显的优越性，将这种十分成熟的复位技术应用到传统双管正激电路中，即演变出一种宽范围双管变换电路，称之为有源钳位双管正激变换电路。该电路结合了有源钳位技术和双管正激的优点，实现了最大工作占空比能够大于0.5的优点，而且功率开关管的电压应力较小。 预计达到的要求及技术指标 输入电源：300±50 V 输出电压：24V 输出电流：10A 开关频率：100kHz 效率：85％ 以上 预计技术关键和技术方案和主要实验研究 阶段一：能量传递 主开关管导通（由后面的分析可知，此时主开关管的 体二极管导通，因此为ZV开通），钳位开关管关断， 能量从输入端传送到输出端。 阶段二：谐振 主开关管关断（其结电容电压为零，为软关断），两 个主开关管的结电容与变压器励磁电感谐振，电容电 压上升至 ，励磁电流达到最大正值，之后，励磁电 流开始下降，继续对两个主开关管结电容充点，变压 器两端电压反向。 阶段三：钳位 当结电容电压上升到时 ，钳位开关管的体二极管 导通，此时使钳位开关管开通即为ZV开通，励磁电流 逐渐减小到零后，开始反向变大。 阶段四：谐振 钳位开关管关断，主开关管结电容与变压器励磁电感 再次谐振，电容电压下降，当下降至 ，励磁电流达 到反向最大，结电容电压继续下降，变压器原边绕组 存在正偏电压，使副边两个二极管同时导通，磁化能 量可能被转移输出，但由于变压器漏感可有效延滞该 转移，结电容电压可被泻放至零，此后，主开关管体 二极管导通为反向的励磁电流提供回路，并等待主开