图2 双管正激DCDC变换器电路拓扑.

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DC/DC变换器的典型电路布局

DC/DC变换器的典型电路布局

DC/DC变换器的典型电路结构最基本的斩波电路如图1所示,斩波器负载为R。

当开关S合上时,UOUT=UR=UIN,并持t1时间。

当开关切断时UOUT=UR=0,并持续莎2时间,T=t1+t2为斩波器的工作周期,斩波器的输出波形如图1(b)所示。

定义斩波器的占空比D=t1/T,t1,为斩波器导通时间,T为通断周期。

通常斩波器的工作方式有两种:一是脉宽调制工作方式,即维持t1不变,改变T;二是脉频调制工作方式,即维持T不变,改变t1。

当占空比D从0变到1时,输出电压的平均值从零变到UIN,其等效电阻也随着D而变化。

图1 降压斩波电路原理 在高频稳压开关电源的设计中,普遍采用的是脉宽调制方式。

因为频率调制方式容易产生谐波干扰,而且其滤波器设计也比较困难。

(1)降压式(Buck)DC/DC变换器 如图1所示的直流变换器在使用时的输出纹波较大,为降低输出纹波,可在输出端接入电感L、电容C,如图2所示。

图中的VD1为续流二极管。

降压(Buck)式变换器的输出电压平均值UOUT总是小于输入电压UIN。

电路中通过电感的电流(iL)是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。

图2 降压式(Buck)变换器 当电路工作频率较高时,若电感和电容量足够大并为理想元件,则电路进入稳态后,可以认为输出电压为常数。

当晶体管VT1导通时,电感中的电流呈线性上升,因而有 式中,ton为晶体管导通时间;iOUT(max)为输出电流的最大值;iOUT(min)为输出电流的最小值;Δion为晶体管导通时间内的输出电流变量。

当晶体管截止时,电感中的电流不能突变,电感上的感应电动势使二极管导通,这时 式中,toff为晶体管截止时间;Δioff为晶体管截止时间内的输出电流变量。

在稳态时 式中,Δi为输出电流变量。

因为电感滤波保持了直流分量,消除了谐波分量,故输出电流平均值为 式中,R为负载电阻。

(2)升压式(Boost)DC/DC变换器 图3为升压式DC/DC变换器,它由功率晶体管VT1、储能电感L、二极管VD1及滤波电容C组成。

DCDC变换器拓扑结构分析

DCDC变换器拓扑结构分析

DCDC变换器拓扑结构分析⼀、正激变换电路由于正激DC/DC变换器具有电路拓扑简单,输⼈输出电⽓隔离,电压升、降范围宽,易于多路输出等优点,因此被⼴泛应⽤于中⼩功率电源变换场合。

然⽽,正激变换器的⼀个固有缺点是需要附加电路实现变压器磁复位。

采⽤磁复位绕组正激变换器川的优点是技术成熟可靠,磁化能量⽆损地回馈到直流电⽹中去。

但附加的磁复位绕组使变压器结构复杂化,变压器漏感引起的关断电压尖峰需要RC缓冲电路来抑制,占空⽐d<0.5,功率开关承受的电压应⼒与输⼈电源电压成正⽐。

RCD钳拉正激变换器图的优点是磁复位电路简单,占空⽐d可以⼤于0.5,功率开关承受电压应⼒较低此电路只是在原有的双管正激电路上添加了2个Lr、Cr谐振⽹络实现软开关。

图4中,L2为缓冲电感,Lm为变压器的励磁电感,C1和C2分别是开关管VS1和VS2的寄⽣电容。

电路拓扑在1个开关周期中可分为7个时间段描述。

下⾯将对每个时间段分别描述。

先假定在t0时刻之前,VS1和VS2关断,谐振电感Lr上的电流iLr为0,电容Cr上的电压UCr为-Uin,VD5关断,VD6正在续流。

为了使分析过程简化,在对电路分析之前,作如下⼏点假设:滤波电感L1⾜够⼤,在1个开关周期中可近似⽤恒流源I0等效代替;变压器漏感远⼩于励磁电感,在电路分析中忽略漏感的影响。

⼀个开关周期中电路的主要电量波形:1 t0~t1时间段在t0时刻,主功率开关管VS1和VS2同时导通,由于电感L2的作⽤,电流上升缓慢,VS1和VS2可以看成ZCS(零电流)导通。

在这⼀阶段,Lr、Cr开始谐振,VD5和VD6开始电流交换。

Cr上的电压从-Uin向Uin变化,电感Lr上的电流也从零上升。

当续流⼆极管VD6上的电流为零并且阻断时,这⼀时间段结束(这个时间段很短)。

此时,原边电流上升到I0/N(N=N1/N2,N1为原边匝数,N2为副边匝数)。

2 t1~t2时间段在t1~t2时间段,Lr和Cr继续谐振。

基于双管正激拓扑的ACDC开关电源磁性器件设计

基于双管正激拓扑的ACDC开关电源磁性器件设计

DOI:10.16660/ki.1674-098X.2020.15.061基于双管正激拓扑的AC/DC开关电源磁性器件设计杨旭东 吕小刚 刘崇义(北京航天万源科技有限公司 北京 100176)摘 要:介绍了应用在常规单相交流市电输入,采用高频变压器隔离,输出直流电压的AC/DC开关电源中的变压器、输出滤波电感器等关键磁性器件的计算方法,并详细的给出了每一步的计算公式和其中涉及的参数说明。

按照文中所给出的磁性器件设计方法,在产品设计中只需根据实际要求略作修整,即可完成磁性器件的设计工作,提高设计效率。

关键词:双管正激 变压器设计 电感设计中图分类号:TM46 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)05(c)-0061-02根据设计需求,采用双管正激电路进行了AC/DC隔离电源的研制。

1 电源的功率电路双管正激电路的两个开关管受同一驱动信号控制,同时开通或关断,是公认可靠性最高的电路拓扑,功率部分电路如图1所示。

2 磁性器件设计输入交流220VAC/50Hz;输出电压42V;输出电流20A。

对变压器及输出电感设计如下。

2.1 变压器设计采用面积乘积法。

工作频率设为50kHz。

脉冲最大占空比Dmax设为0.4。

变压器工作效率假设为80%。

整流二极管压降设为0.7V。

Pin=Vo×Io÷η=42×20÷80%=1050W (1) Ap=(2)查磁芯P M62:Ae=5.5c m2,A n=3.877c m2,A p’= Ae×An=21.4cm4。

因Ap’>Ap,满足要求。

原边绕组Np==17.28匝(Np取18匝) (3) Ae磁芯截面积,ΔB工作最大磁感应强度。

副边绕组Ns==8.4匝(Ns取9匝) (4)Vo(max)输出电压,Vd输出整流二极管压降。

副边绕组电流峰值Isp=1.1×Io=1.1×20=22A (5)副边绕组电流有效值I RMS1=(6)续流二极管电流有效值I RMS2=(7)原边绕组电流峰值Ipp= (8)原边绕组电流有效值PRMS=(9)绕组电流密度按J=6A/mm2选择,则原边、副边绕组截面积:Sep= IPRMS/J=6.3A/6=1.05mm2 (10) Ses= IRMS1/J=12.6A/6=2.1mm2 (11)原边一根QZ-2-1.2漆包线,截面积为1.17mm2。

大功率DCDC变换器主电路拓扑有很多种

大功率DCDC变换器主电路拓扑有很多种

Uc3846详解大功率DC/DC变换器主电路拓扑有很多种,诸如双管正激式、推挽式、半桥式和全桥式等。

控制芯片的种类也非常多,主要分为电流控制型与电压控制型两大类。

电压控制型只对输出电压采样,作为反馈信号进行闭环控制,采用PWM技术调节输出电压,从控制理论的角度看,这是一种单环控制系统。

电流控制型是在电压控制型的基础上,增加一个电流负反馈环节,使其成为双环控制系统,从而提高了电源的性能。

根据对各种拓扑和控制方式的技术成熟程度,工程化实现难度,电气性能以及成本等指标的比较,本文选用半桥式DC/DC变换器作为主电路,电流型PWM控制芯片UC3846作为该系统的控制单元。

1 电压控制型脉宽调制器和电流控制型脉宽调制器[1]图1为电压控制型变换器的原理框图。

电源输出电压的采样反馈值Vf与参考电压Vr进行比较放大,得到误差信号Ve,它与锯齿波信号比较后,PWM比较器输出PWM控制信号,经驱动电路驱动开关管通断,产生高频方波电压,由高频变压器传输至副方,经整流滤波得到所需要的电压。

改变电压给定Vr,即可改变输出电压Vo。

图2为电流控制型变换器的原理框图。

恒频时钟脉冲置位R-S锁存器,输出高电平,开关管导通,变压器原边的电流线性增大,当电流在采样电阻Rs上的压降Vs达到Ve时,PWM比较器翻转,输出高电平,锁存器复位,驱动信号变低,开关管关断,直到下一个时钟脉冲使R-S锁存器置位。

电路就是这样逐个地检测和调节电流脉冲的。

当电源输入电压和/或负载发生变化时,两种控制类型的动态响应速度是不同的。

如果电压升高,则开关管的电流增长速度变快。

对电流控制型而言,只要电流脉冲一达到设定的幅值,脉宽比较器就动作,开关管关断,保证了输出电压的稳定。

对电压控制型而言,检测电路对电流的变化没有直接的反映,一直等到输出电压发生变化后才去调节脉宽,由于滤波电路的滞后效应,这种变化需要多个周期后才能表现出来,显然动态响应速度要慢得多,且输出电压的稳定性也受到一定的影响。

DCDC变换器的拓扑结构

DCDC变换器的拓扑结构

摘要:首先阐述了三电平DC/DC变换器拓扑的推导过程,给出了6种非隔离三电平DC/DC变换器和5种隔离三电平DC/DC变换器拓扑结构;分析了三电平DC/DC变换器中,如何设计滤波电路的参数以提高其动态品质;最后以Buck三电平变换器和Buck Boost三电平变换器为例,分析了滑模控制在三电平DC/DC变换器中的应用前景。

关键词:三电平;DC/DC变换器;滑模控制1 引言J.Renes Pinheiro于1992年提出了零电压开关三电平DC/DC变换器[1],该变换器的开关应力为输入直流电压的1/2,非常适合于输入电压高、输出功率大的应用场合。

因此,三电平DC/DC变换器引起了广泛关注,得到了长足发展。

目前,三电平技术在已有的DC/DC 变换器中,均得到了很好的应用。

部分三电平DC/DC变换器在降低开关应力的同时,还大大减小了滤波器的体积,提高了变换器的动态特性。

三电平技术的应用,充分体现了“采用有源控制的方式减小无源元件体积”的学术思想。

2 三电平DC/DC变换器拓扑的推导与发展2.1 三电平两种开关单元文献[2]分析了三电平DC/DC变换器的推导过程:用2只开关管串联代替1只开关管以降低电压应力,并引入1只箝位二极管和箝位电压源(它被均分为两个相等的电压源)确保2只开关管电压应力均衡。

电路中开关管的位置不同,其箝位电压源与箝位二极管的接法也不同。

文中提取出2个三电平开关单元如图1所示。

图1(a)中,箝位二极管的阳极与箝位电压源的中点相连,称之为阳极单元;图1(b)中,箝位二极管的阴极与箝位电压源的中点相连,称之为阴极单元。

2.2 六种非隔离三电平DC/DC变换器三电平DC/DC变换器的推导过程可以总结为以下三个步骤:一是将基本变换器的开关管替换为相互串联的2只开关管;二是寻找或构成箝位电压源;三是从箝位电压源的中点引入1只箝位二极管到相互串联的2只开关管的中点,箝位二极管的放置与2只开关管与箝位电压源联接的地方有关。

基于TL494的交错并联双管正激变换器的研制

基于TL494的交错并联双管正激变换器的研制

对工程施工提出合理化建议工程施工合理化建议篇一所谓“工程”,是科学的某种应用,通过这一应用,使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程,是以最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。

顾名思义,在一定的资源条件下实现工程项目的技术经济效益,达到施工效益与经济效益双赢才是做工程的最终目的。

为了达到这个目的,工程管理的合理化设计在整个工程项目中占据了举足轻重的地位:一、在施工过程中,工程技术人员缺乏技术理论基础和具体施工经验的情况很严重,技术指导书只是对技术范围空洞叙述,而未对具体工程的特点进行有针对性的规范和讲解,没有起到指导施工作用。

针对这种现状,公司必须培养工程技术人员用“心”做工程,责任心居首。

并树立“现场为主,理论为辅”的工程理念。

对于工程技术人员的培训必须全面,特殊工程必须有针对性。

二、古语云:粮草未到,兵马先行。

工程技术人员在前线奋斗,后勤人员的工作就是及时的为他们输送“弹药”。

在工作中我发现了不少技术人员干着干着没钱用或者干着干着没设备装的情况。

这说明前后方的衔接与沟通不够,应该加强力度。

不能感觉自己不在其位,则不需要谋其政。

三、安全问题永远是我们总是挂在嘴边,又不去重视的一个问题。

公司政策下来了,却很少有人实施。

这种行为是把自己的生命当儿戏的行为。

安全第一的思想必须深深的在工程技术人员的脑海里面扎根。

对于不听指挥的,该罚就罚绝不手软。

四、公司员工对公司设备所存在的缺陷以及工程遗留问题反馈的信息过少。

电子设备无论是硬件还是软件的完善过程都是一个不断发现缺陷不断补充自己的过程,软件工程师编写出来的程序,应用的最多的是我们的工程技术人员,最能发现美中不足的也是我们的工程技术人员,所以这就要求我们的工程技术人员要把这些信息反馈给公司,让我们的产品更趋于完善。

不存在问题的工程是假的,我们必须正视存在的问题,不能逃避,不能有投机取巧的心里。

公司需要建立完善的信息反馈体系,发现问题,想办法解决问题,这才会使蓝盾公司不断强大。

DCDc模块常见电路拓扑

DCDc模块常见电路拓扑

td1
td 2
Sa
D
Vin
Lm n:1
Lo Vo
S1
1-D
-
Io
Vc
+
IL
+
VT
-
Vd
Vin
Sa
Ip Lk
s
S1
D
Ip Im
G
S
根据变压器的伏秒平衡:
t0 t1 t2 t3 t4 t5t6=t0
IL
ΔIL
Io
VinDT=Vc(1-D)T
Vc=VinD/(1-D)
Vds=Vc+Vin
根据电感的伏秒平衡:
Vin
IL
?Im ?
(Vin/n-Vo)DT=Vo(1-D)T
Vds=Vin/(1-D)
VT
Vo=VinD/n
Vin/n -Vc/n
有源钳位正激变换器(Active Clamped Forward) :
Vc=VinD/(1-D)
Vin
Vds=Vin/(1-D)
10
9
8
7
6 Vc( D)
5 Vds( D)
4
3
2
1
0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 D
有源钳位正激变换器(Active Clamped Forward) :
T
Sa
D
Vin
n:1
Lo Vo
S1
1-D
Cr Lm
Io
+
IL
VT
Vin
-
Vd
Sa
Ip Lk
s
S1
D
Ip Im

DC-DC电源拓扑及工作模式讲解

DC-DC电源拓扑及工作模式讲解

DC-DC电源拓扑及其工作模式讲解一、DC-DC电源基本拓扑分类:开关电源的三种基本拓扑结构有Buck、Boost、Buck-boost(反极性Boost)。

如果电感连接到地,就构成了升降压变换器,如果电感连接到输入端,就构成了升压变换器。

如果电感连接到输出端,就构成了降压变换器。

基本拓扑图如下:1.Buck2.Boost3.Buck-Boost二、DC-DC复杂拓扑结构1.反激隔离电源(FlyBack)另外有些隔离电源拓扑就是通过基本拓扑增加变压器或者变化得到的,例如反激隔离电源(FlyBack)。

2.Buck+Boost拓扑本质是用一个降压“加上”一个升压,来实现升降压。

SEPIC拓扑:集成了Boost和Flyback拓扑结构3.Cuk、Sepic、Zeta拓扑通过基本拓扑直接组合,形成了三个有实用价值的拓扑结构:Cuk、Sepic、Zeta。

Cuk的本质是Boost变换器和Buck变换器串联,Sepic的本质是Boost和Buck-Boost串联,Zeta可以看成Buck和Buck-Boost串联。

但是里面有些细节按照电流的方向在演进的过程中调整了二极管的方向,两极串联拓扑节省了复用的器件。

通过这样串联和演进,产生了新的三个电源拓扑。

同时,如果我们把同步Buck拓扑串联同步Boost可以形成四开关Buck-Boost拓扑。

4.四开关Buck-Boost拓扑同时,如果我们把同步Buck拓扑串联同步Boost可以形成四开关Buck-Boost拓扑5.反激、正激、推挽拓扑的演进利用变压器代替电感,可以把Boost演进为一个新拓扑FlyBack即反激变换器(反激的公式来看又是很像Buck-Boost,这里变压器不同于电感,也有说法会说反激是Buck-Boost变过来的)。

可以把Buck电路的开关通过一个变压器进行能量传递,就形成正激变换器。

将两个正激变换器进行并联,可以形成推挽拓扑。

正激的变压器,是直接输送能量过去,而不是像反激变压器那样传递能量。

双路输出正激式DC/DC变换器的设计.

双路输出正激式DC/DC变换器的设计.

双路输出正激式DC/DC变换器的设计双路输出正激式DC/DC变换器的设计类别:电子综合引言开关电源以其高效率、小体积等优点已获得了广泛应用。

而转换器是开关电源中最重要的组成部分,转换器有5种基本类型:单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。

在所有的DC/DC隔离变换器中,正激变换器是低电压大电流功率变换器的首选拓扑结构。

由于正激变换器使用无气隙铁心,电感值高,原边和负边峰值电流小,铜损小,所以变压器利用率较高,输出效率也很高;其次,正激变换器中输出电感器和续流二极管的存在,也可以有效衰减纹波电流。

为此,本文介绍了一种采用单端正激式结构设计的双路输出(±6 V,1.5 A)DC/DC变换器的设计过程。

1电路工作原理本变换器的电路原理框图如图1所示。

当直流输入电压经过滤波电路进入辅助电源后,即由辅助电源给控制器供电,然后在控制器作用下,用开关管控制电流的通断以形成高频脉冲电流,再经高频变压器,使其在输人为高(开关管接通)时整流二极管导通,从而使串联电感为充电状态,最后经滤波电路向负载传送能量并输出直流电压;相反,在输入低电平(开关管断开)时,电感为放电状态,电路将通过续流二极管继续向负载释放能量,并输出直流电压。

为了保持电压稳定,两路输出电压经取样、隔离反馈电路送到控制器后将使输出脉冲宽度随输出电压的变化而变化,从而稳定输出电压。

由于变压器原边绕组通过的是单向脉动电流,为避免磁性饱和,确保励磁磁通在每一个开关周期开始时处于初始值,设计时必须使变压器的铁芯磁性复位。

2控制回路的设计传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术,而近年来,电流型PWM技术得到了飞速发展,本设计采用电流型控制器UC1843来实现控制回路。

UC1843工作频率可达500 kHz,并它具有大电流推拉式输出,低启动工作电流等特点。

电路中在开关管通断瞬间,必须供给栅极较大电流,并对栅源极间电容进行快速充放电,以使开关管高速工作。

双管正激无损吸收电路上下管波形不对称问题分析

双管正激无损吸收电路上下管波形不对称问题分析

ZXD2400(V3.0)开关整流器DC/DC变换上下管波形不对称问题分析在ZXD2400(V3.0)开关整流器的调试过程中,后级DC/DC变换电路采用了无损吸收的双管正激电路,其电路形式如下:图1. 带无损吸收电路的DC/DC电路拓扑图双管正激电路有着较高的可靠性,这种形式的无损吸收电路对改善上下功率管的开关轨迹也有较好的效果。

下面先分析一下电路的工作过程:工作过程分析设电路的起始工作状态为开关管关断,变压器副边处于续流状态。

此时上下管子同时开通,那么电路会经历以下几个过程阶段1.管子开通的瞬间其结电容既可发电到零,410V的直流母线电压加在由C23、VD30、L5、VD29、C22组成的谐振网络上形成串联谐振,由于二极管VD29、VD30的反向阻断作用使得最终的谐振结果是C23、C22上的电压保持在410V的母线电压。

阶段2.上下管开通,变压器原边流过电流向负载提供能量阶段3. 经过占空比D的导通之后功率管开始关断,由于此时变压器原边仍流过负载电流,因此在关断初期由这个负载大电流给C22、C23以及管子的结电容线性充放电,在此过程中始终保持下管结电容上的电压和C22上电压之和为410V同样上管结电容上电压与C23上电压之和为410V,同时变压器原边绕组上电压相应下降。

由于负载大电流的线性充放电作用这个阶段维持时间很短,其结果为上下管结电容、C22、C23上电压均为205V左右。

阶段 4. 从这一时刻起由于变压器原边电压已经下降到零因此副边续流二极管开始导通其电流逐渐增大,同时整流二极管上电流逐渐减小,在这一阶段整流与续流二极管同时导通,变压器副边电压钳位在零,而在变压器原边励磁电感上电压也保持在零,变压器的漏感与结电容、吸收电容谐振,功率管上电压以正弦形式继续升高、吸收电容C22、C23上的电压相应减小以维持其和为410V。

当原边电流由负载电流谐振下降到励磁电流后副边整流二极管关断结束换流。

(19-20)DC-DC变换电路详解

(19-20)DC-DC变换电路详解
升压变换电路结构 升压变换电路IGBT实现 工作原理: T导通时, uL=US , 电感电流线性增加, 电感储能增加,电源向电感转移电能。 T断开时, uL=US - uC, 电感电流减少,电 感储能减少, 电感储能向负载转移电能。 返回
2. 升压变换电路 —— Boost电路 1 升压变换电路结构与工作原理
2 波形分析-电感电流断续情形 电感电流断续: 存在iL=0时间段 UG>0
T导通等效电路
UG=0
升降压变换电路
T断开、D续流等效电路
UG=0
T断开、D断开等效电路
2 波形分析-电感电流断续情形
uG ton toff
T导通等效电路 T断开、D续流等效电路 T断开、D断开等效电路
t
uL
tcon
US
T导通时, uL=US , 电感电流线性增加,电
感储能增加,电源向电感转移电能。
T断开时, uL= - uC, 电感电流减少,电感
储能减少, 电感储能向负载转移电能。 返回
3. 升降压变换电路 —— Buck-boost电路 1 升降压变换电路结构与工作原理
升降压变换电路结构 升降压变换电路IGBT实现 工作原理:
US
D
L
iL
io
C
R
uo
电感电压uL= 0, 电容向负载供电
T断开等效电路(iL=0)
电容储能向负载转移
T一周期中导通时间愈长,向电感转移的能量愈 多,向负载转移的能量也愈多,即输出电压愈高
控制开关管导通占空比可控制输出电压
iS
1. 降压变换电路
T
US
1 降压变换电路工作原理
D
iL
io
L

双路输出正激式DC/DC变换器的设计.

双路输出正激式DC/DC变换器的设计.

双路输出正激式DC/DC变换器的设计双路输出正激式DC/DC变换器的设计类别:电子综合引言开关电源以其高效率、小体积等优点已获得了广泛应用。

而转换器是开关电源中最重要的组成部分,转换器有5种基本类型:单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。

在所有的DC/DC隔离变换器中,正激变换器是低电压大电流功率变换器的首选拓扑结构。

由于正激变换器使用无气隙铁心,电感值高,原边和负边峰值电流小,铜损小,所以变压器利用率较高,输出效率也很高;其次,正激变换器中输出电感器和续流二极管的存在,也可以有效衰减纹波电流。

为此,本文介绍了一种采用单端正激式结构设计的双路输出(±6 V,1.5 A)DC/DC变换器的设计过程。

1电路工作原理本变换器的电路原理框图如图1所示。

当直流输入电压经过滤波电路进入辅助电源后,即由辅助电源给控制器供电,然后在控制器作用下,用开关管控制电流的通断以形成高频脉冲电流,再经高频变压器,使其在输人为高(开关管接通)时整流二极管导通,从而使串联电感为充电状态,最后经滤波电路向负载传送能量并输出直流电压;相反,在输入低电平(开关管断开)时,电感为放电状态,电路将通过续流二极管继续向负载释放能量,并输出直流电压。

为了保持电压稳定,两路输出电压经取样、隔离反馈电路送到控制器后将使输出脉冲宽度随输出电压的变化而变化,从而稳定输出电压。

由于变压器原边绕组通过的是单向脉动电流,为避免磁性饱和,确保励磁磁通在每一个开关周期开始时处于初始值,设计时必须使变压器的铁芯磁性复位。

2控制回路的设计传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术,而近年来,电流型PWM技术得到了飞速发展,本设计采用电流型控制器UC1843来实现控制回路。

UC1843工作频率可达500 kHz,并它具有大电流推拉式输出,低启动工作电流等特点。

电路中在开关管通断瞬间,必须供给栅极较大电流,并对栅源极间电容进行快速充放电,以使开关管高速工作。

双管正激拓扑的工作原理和设计举例

双管正激拓扑的工作原理和设计举例

双管正激拓扑一.概述双管正激拓扑电路是一种在单端正激拓扑上衍生出来的一种拓扑电路。

经过实践证明,这种拓扑的电路具有电路简单,可靠性高,元器件较单端电路容易选取等特点。

是一种非常优秀的拓扑电路。

二.简介双管正激变换器拓扑结构由两个功率开关管和两个二极管构成,当两个开关管和同时关断时,磁通复位电路的两个二极管和同时导通,输入的电流母线电压Vin反向加在变压器的初级的励磁电感上,初级的励磁电感在Vin的作用下励磁电流从最大值线性的减小到0,从而完成变压器磁通的复位,并将储存在电感中的能量返回到输入端,没有功率损耗,从而提高电源的效率;此外,每个功率开关管理论的电压应力为直流母线电压,这样就可以选取相对较低耐压的功率MOSFET管,成本低,而且较低耐压的功率MOSFET的导通电阻小,可以进一步提高效率。

三.应用范围双管正激变换器广泛的应用于台式计算机的主电源,中等功率的通信电源及大功率通信电源、变频器等三相电路的辅助电源中。

四.基本工作原理和关键点的波形双管正激变换器的拓扑结构如图1所示,其中Cin为输入直流滤波电解电容,Q1和Q2为主功率开关管,D1、D2和C1、C2分别为Q1和Q2的内部寄生的反并联二极管和电容,D3、C3和D4、C4分别为变压器磁通复位二极管及其寄生的并联电容,不考虑Q2的漏极与散热片间的寄生电容,T为主变压器,DR和DF为输出整流及续流二极管,Lf和Co输出滤波电感和电容。

(1)模式1: t0~t1注意电容的公式:I C在to 时刻Q1和Q2关断,此时D3也是关断的。

初级的励磁电感电流和漏感的电流不能 突变,必须维持原方向流动,因此 C1, Ch (散热片寄生电容)和 C2充电,其电压从0逐渐上升,C3和C4放电,其电压 由Vin 逐渐下降。

由上面公式可得:在理想的模型下, G C 2,C 3 C 4,C 1 C 3 C 2 C 4所以在t1时刻C3和C4的电压下降 到0,同时C1和C1的电压上升到Vin ,D3和D4将导通,系统进入下一个过程。

双向DC—DC变换器的拓扑研究

双向DC—DC变换器的拓扑研究

双向DC—DC变换器的拓扑研究双向DC-DC变换器在新能源分布式发电系统、固态变压器、新能源汽车等领域中有着广泛的应用前景。

基于LLC电路的双向DC-DC变换器是一种高效的拓扑,拥有较宽的输入范围和软开关、效率高等优点。

基于双向DC-DC变换器,文章对目前广泛研究的三种拓扑结构进行了简要介绍、并最终以双向全桥LLC 谐振变换器作为研究对象,并对其工作原理和基波情况进行了分析研究。

标签:双向DC-DC变换器;双向全桥LLC谐振变换器;基波引言为了实现可持续发展,减少能源开发对环境的影响,新能源发电是一大趋势。

随着国家政策的导向,新能源产业的大力發展,电力电子技术与电网的联系越来越紧密,其将在新能源领域扮演重要角色。

其中直-直变换在各个领域得到了广泛的应用,而近些年来,能控制电能双向流动的双向DC-DC变化器越来越受到重视。

由于光伏和风能这些自然能源的产生具有不确定性、间歇性等特点,对发电系统的稳定性、可靠性影响较大。

为解决此问题,需要通过储能系统来向电网并网。

储能系统要求能控制能量双向流动,而双向DC-DC变换器是该设备中保证电能双向传递的关键部分。

1 双向DC-DC变换器的拓扑当今双向DC-DC变换技术的主要研究方向是能够实现电流可以在开关管中进行正向和反向的流动,能够尽可能的利用开关管,使得电路的更加简单,采用的拓扑开关管能够实现软开关,降低开关管的损耗。

符合以上要求,且现今被广泛研究的双向DC-DC拓扑结构有如下几种:1.1 双有源桥谐振变换器(DAB)该拓扑结构由于结构简单、软开关范围大、效率高等特点,在一些大功率场合得到了广泛的研究应用[1],其拓扑结构如图1所示。

这种拓扑虽能实现双向的能量流动,但在实际应用中却受到限制,由于其较高的能量环流和较大的关断电流导致了产生过大的开关损耗,效率极大降低。

1.2 双桥式串联谐振变换器(DBSRC)图2所示是双桥式串联谐振电路的拓扑结构。

在其变压器的副边把串联谐振变换器的二极管换成是MOSFET或者IGBT,改变以后使得能量能够进行双向的流动。

开关电源DC-DC变换器拓扑结构全集

开关电源DC-DC变换器拓扑结构全集

开关电源DC/DC变换器拓扑结构全集
给出六种基本DC/DC变换器拓扑
依次为buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic变换器
半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑。

半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决。

半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制。

正激变换器
绕组复位正激变换器
LCD复位正激变换器
RCD复位正激变换器
有源钳位正激变换器
双管正激
吸收双正激
有源钳位双正激
原边钳位双正激
软开关双正激
推挽变换器
无损吸收推挽变换器
推挽变换器:推挽变换器是双端变换器.其实是两个正激变换器通过变压器耦。

双正激DC-DC变换器的一种新型拓扑研究

双正激DC-DC变换器的一种新型拓扑研究

双正激DC/DC变换器的一种新型拓扑研究
引言
 目前在各种电气设备中应用的各式各样的开关电源,大多数都采用间接式DC/DC 变换电路。

它具有隔离性能好,便于提供多路输出直流电源等优点。

间接式DCPDC 变换电路通常又分为单端电路和双端电路。

一般小容量的开关电源多采用单端正激式或单端反激式DC/DC 变换电路,其高频变压器铁芯中的磁通是单方向脉动的。

单端间接式直流变换电路所存在的主要缺点是高频变压器铁芯中的磁通只工作在磁化曲线的第1 象限,一方面使铁芯不能得到充分利用,另一方面总需要解决磁通复位的问题。

相比之下,双端间接式
DC/DC 变换电路比较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 象限之间对称地交变,铁芯的利用率较高,也不必担心磁通的复位问题。

而且对应于正负半周都可以向输出传递能量,加之高频变压器铁芯的磁通变化线性范围宽,有利于减小变压器的绕组匝数和铁芯体积,提高开关电源的功率密度和工作效率。

因此研究开发完善、可靠的双正激
DC/DC 变换拓扑方案一直为国内外有关研究和工程技术人员所关注。

 基于上述考虑,我们在科研实践中,提出了一种新型双端正激式DC/DC 变换器的半桥拓扑方案,特别适合于整流器、逆变器等具有高压直流环节的电力电子系统,利用其现成的高压直流环节,为系统的控制、驱动和检测保护提供多路直流电源。

与以往的双端正激式拓扑结构相比较,其特点是可以有效地避免上下两桥臂在高频PWM 开关过程中易于出现的直通短路问题,使开关电源的可靠性大为提高,而且其输入电压可以很高,输出直流电源容量大、组数多,尤其
适用于中大功率电力电子系统。

目前在国内外尚无有关同类拓扑的文献报道。

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