高效率双管正激变换器的研究
双管双变压器正-反激组合变换器研究
中图 分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：００ １０ ２ ０ ） ｌ０ ２ — ３ １０ — ０ Ｘ（０ ７ ｌ一 ０ ６ ０
Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｒ ｒ ｆｙ ｃ ｎｖ ｒ ｅ ｍ ｐ ｏ ｎｇ Ｔｗｏ Ｓｗｉｃ ｅ ａ ｙ ｉ ｆａ Ｆｏ ｗａ ｄ－ ｂａ ｋ Ｃｏ ｅ ｔ ｒ ｅ ｌ ｌ ｙｉ ｔｈ ｓ ａ ｎｄ Ｔｗｏ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｅ Ｆｅ ｇ
（ ｉ ｄ ｚ ｅ ｅａ ｃ Ｉｓ ｔｔ ， ｎ ｄ ｚ ｅ ３ ０ １ Ｃ ｉａ Ｊ ｇ ｅｈ ｎＣ ｒｍｉ ｎｔ ｕｅ ｆ ｇ ｅｈ ｎ３ ３ ０ ， ｈｎ ） ｎ ； ｌ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｏ ｅ ｒ ａ ｄ ｆ ｂ ｃ ｏ ｖ ￣ ｒｅ ｌ ｙｎ ｗ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｎ ｗｏ ｓ ｔ ｈ ｓｉ ｒｓ ｎ ｅ ．ｈ ｓ ｆｔ ｏ ｓｒ ｃ ： ｎ ｖ ｌ ｏ ｗ ｒ — ｙ ａ ｋ ｅ ｎ ｅ ｅ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｏ ｔａ ｓ ｍｅｓ ａ ｄ ｔ ｗｉ ｅ ｓｐ ｅ ｅ ｔ ｄＴ ｅ ｕ ｅ ｏ ｆ ｌ ｏ ｃ ｗ
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第 ４１卷 第 １ １期 ２０ ０ ７年 １ １月
电 力 电 子 技 术
Ｐｏ ｒＥｌｃ ｒ ｎ ｃ ｗｅ ｅ ｔｏ ｉ ｓ
Ｖｏ． １ ４１．Ｎｏ １ ．ｌ
Ｎｏ ｅ ｅ ， ０ ７ ｖ ｍｂ ｒ ２ ０
双管双变压器正－ 反激组合变换器研究
李 晓 高 ，洪 峰
３３ ０ ） ３０ １ （ 德镇 陶 瓷学 院 ， 西 景 德 镇 景 江
摘要 ： 出了一种双 管双 变压器结构的正反激 组合变换器 ， 提 并分最大 占空 比限制 、 输出 电流波形 、 出特性 、 输 对 正反激变压器传输 功率分配 的影 响、正反激变压器 功率分配与匝数 比的关系 ５个方面对两变压器匝 比相等和不等 的情况进行 了分析 比较 ， 出匝 比不等时虽然 电流纹 波大些 ， 指 但可通过 改变 匝 比灵活分配两变 压器的功率 ． 高效 提 率， 改善性能。实验结果验证 了理论分析的正确性 。
基于效率最大化的交错并联双管正激变换器开关频率调节策略研究
基于效率最大化的交错并联双管正激变换器开关频率调节策略研究在当今科技飞速发展的时代，电力电子技术已成为推动社会进步的重要动力。
其中，交错并联双管正激变换器作为一种高效的电源转换装置，其在节能减排、提高能源利用效率方面发挥着举足轻重的作用。
然而，如何进一步提升其工作效率，优化开关频率调节策略，成为了科研人员亟待解决的问题。
本文将就此展开深入探讨。
首先，我们要明确一点：交错并联双管正激变换器如同一位精密的指挥家，在复杂的交响乐中精准地调配着每一个音符。
而开关频率，便是这位指挥家手中的指挥棒，它决定了整个系统的节奏和和谐度。
因此，对开关频率进行合理调节，就如同为这场交响乐注入了灵魂。
接下来，我们来分析现有的开关频率调节策略。
目前，大多数变换器采用的是固定频率或简单的变频策略，这在一定程度上满足了基本需求，但显然还有改进的空间。
试想一下，如果一个乐团的指挥总是以相同的速度敲打指挥棒，那么乐曲的表现力必然会大打折扣。
同样地，如果我们能够根据负载的变化实时调整开关频率，那么变换器的工作效率必将得到显著提升。
那么，如何实现这一目标呢？我们需要引入一种智能的调节机制，类似于自然界中的生物钟，它能够感知环境的变化并作出相应的调整。
具体来说，我们可以设计一个基于模糊逻辑的控制算法，该算法能够实时监测负载的变化情况，并根据预设的规则库自动调整开关频率。
这样一来，我们的变换器就能够像一位经验丰富的指挥家一样，在不同的乐章中灵活切换节奏，从而达到效率最大化的目的。
此外，我们还需要考虑一些实际因素。
例如，开关频率的调整范围应该受到限制，以免对器件造成损害；同时，调节过程应该是平滑的，避免产生过大的冲击电流。
这些都需要我们在设计控制算法时予以充分考虑。
最后，我们要认识到，任何一项技术的改进都不是一蹴而就的。
交错并联双管正激变换器的开关频率调节策略研究也是如此。
我们需要不断地探索、实践、总结经验教训，才能逐步接近理想的解决方案。
一种基于SG3525控制的双管正激变换器
一种基于SG3525控制的双管正激变换器
引言
双管正激变换器由于具有开关电压应力低，内在抗桥臂直通能力强，可靠性高等优点，被广泛应用于高输入电压的中、大功率等级的电源产品中。
在开关电源系统中脉宽调制器的设计是一个关键问题，本文所述系统采用的脉宽调制器是美国硅通用公司的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能齐全，通用性强的单片集成PWM控制器。
由于它简单、可靠且使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试。
1、双管正激变换器的特点
双管正激变换器的拓扑结构如图1所示。
其基本工作原理为：S1与S2同时导通，同时关断。
S1与S2导通时电源经变压器向负载输出功率并使C充电。
S1及S2关断时，输出电流经D4续流，同时变压器绕组的励磁电流经D1-VIN-D2向电源返回磁能。
由于D1和D2的导通使开关管S1和S2承受的电压仅为电源电压。
这种双管单端正激电路虽然多用了一个开关管，但其电压较单管的低了一半，同时变压器少了一个磁通复位绕组，所以适用于具有较高输入电压的场合。
图1 双管正激电路拓扑图。
双管正激同步整流变换器的研究
关键词：开关电源
双管正激
电流型控制
同步整流
I
Abstract
The operation of two- Transistor forward converter toponology and current control mode are discussed in this paper.The advantage and the drawback of the toponology are introduced. Using state-space averaging method this paper deduces the TTFC’ s small signal mode.Based on it the voltage control mode and current control mode are analyzed and compared. With the development of power electronical converters’ s application in telecom system ,converters with low output voltage and large output current become more and more important. R ectifying stage with diode or sckotty diode can’ t meet the needs of higher efficiency and lower size because forward drop of rectifier is great and rectifying dissipation is great in power converter.New generation of Power MOSFET has became the rectifying component due to the advantage of its low conduction resistance.The operation of synchronous rectification,the methods of driving the rectifying MOSFET and the application of synchronous rectification in kinds of toponologies are also
双管正激软开关变换器的仿真研究
摘要开关电源是一种弱电和强电相结合的复杂电力电子装置，对于软开关电源，在一个工作周期内有多种工作模式，器件工作状态的影响因素很多，因而对设计手段提出了更高的要求。
而采用计算机仿真的方法研究开关电源的直流变换部分，可以对不同的设计方案进行快速的性能预测和比较，发现问题并及时改进。
本论文讨论了一种新型双管正激软开关DC/DC变换器的电路拓扑。
主功率器件采用IGBT元件，由功率二极管、电感、电容组成的谐振网络改善IGBT的开关条件，克服了传统开关在开通和闭合过程中产生功率损耗的缺点，减小了输出电压纹波，提高了电路效率。
论文中详细分析了电路工作原理，在不使用辅助开关管的情况下，实现了主功率开关管的软开通或关断。
依据设计原理建立了电路的仿真模型，利用Matlab/Simulink软件搭建了仿真模型，优化了主电路参数，记录了电路关键参数波形图，通过电路仿真验证了电路的可行性，该电路具有输出纹波小和输出功率高的特点。
该电路结构简单、成本低、工作频率高、效率高，有较高实用价值。
关键词：DC/DC变换器；双管正激；软开关；仿真AbstractThere is complicated relation between Power and electronics in device of the switching Power supply．For the soft-switching power supply，there are several modes in one work cycle and the working state of the switching device is influenced by so many terms and conditions．so it requires more advanced research means．If we research the switching power supply by computer simulation，different method and performance of the system can be compared rapidly，and the problems can be found soon and improved in time．The present paper discussed one new kind of double barrel to stir up soft switch DC/DC converter electric circuit analysis．The main power component uses the IGBT part，by the power diode, the inductance，the electric capacity is composed the resonant network to improve the switch condition of the IGBT，it will overcome the traditional switch to clear and in the closed process the power production will lose，it reduced the ripple voltage and improved the power efficiency．Entire chapter paper multianalysis electric circuit principle of work，in does not using in the auxiliary switching valve's situation，It has realized the main power switching valve's zero potential zero electric current clear and the shutdown．As it has established electric circuit's simulation model based on the principle of design，has built the simulation model using the Matlab/Simulink software，optimized the main circuit parameter，has recorded the electric circuit key parameter oscillogram，has confirmed this electric circuit principle of work analysis accuracy through the circuit simulation．This circuit structure is simple，the cost is low，the operating frequency is high，and the efficiency is high, so the converter has the high use value．Keywords：DC/DC converter；Double Barrel Forward；Soft-switching；Simulation目录第1章概述 (1)1.1 引言 (1)1.2 开关电源技术的发展状况 (1)1.3 课题的研究背景 (3)1.4 课题研究主要内容 (3)第2章DC/DC变换技术分析 (4)2.1 DC/DC变换器的分类 (4)2.2 正激变换器的原理 (5)2.3 本章小结 (10)第3章软开关技术分析及开关管的选择 (11)3.1 软开关电路的分类 (11)3.2 软开关与硬开关电路特性比较 (12)3.3 开关管的选择 (14)3.4 本章小结 (17)第4章软开关双管正激变换器的分析 (18)4.1 软开关双管正激变换器原理 (18)4.2 系统主要仿真参数的设计 (20)4.3 本章小结 (21)第5章双管正激软开关变换器的仿真研究 (22)5.1 Matlab仿真软件介绍 (22)5.2 主电路仿真 (23)5.3 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章概述1.1 引言电源大致可以分为两类：发出电能的电源和变换电能的电源。
1KW磁集成双管正激变换器的初步研究
t t(b) 磁柱1和3的电压和交变磁通波形 图1 采用磁性元件集成的双管正激电路1KW 磁集成双管正激变换器的初步研究摘要—为了减小传统的双管正激变换器中输出的电流脉动，本文将磁集成技术应用于该变换器，将电感和变压器进行集成。
通过合理的设计磁件的磁阻，不仅可以减小磁件的体积和重量，还可以减小输出电流的脉动。
文中详细分析了集成后变换器的工作原理，给出了设计依据，并以270V 输入、28.5V/1KW 输出的直流电源为例进行了初步的实验验证。
Abstract —The large output ripple current impaired the performance of Two Transistors Forward Converter (TTFC). By the ac flux positive coupling of the inductor and transformer, the output ripple current can be reduced. The improved TTFC with integrated magnetics is proposed in this paper. The design consideration for the integrated magnetics is discussed along with the effect on the ripple currents. Two 1000W TTFC prototype converters, with integrated magnetics and without, are built to verify the operation principle. 关键词—双管正激变换器，磁件集成技术，电流纹波最小化.1．简介双管正激变换器由于其结构简单，开关管电压应力低，可靠性高，在中大功率场合的应用非常广泛，许多文献对其进行研究[1-3]。
交错并联式双管正激变换器及其控制电路论文.doc
交错并联式双管正激变换器及其控制电路摘要本文主要研究了交错并联式双管正激变换器及其控制电路。
相比于其他隔离式DC/DC变换器，交错并联结构的双管正激变换器有自动实现励磁能量的回馈，结构简洁等优点。
同时，其主功率管只需承受电源电压，从而选择面更广。
此外，其并联结构缩小了输出滤波电感的体积，降低了器件的应力，从而进一步减小了损耗。
在控制电路的设计方面，考虑到电源输出电压范围的可控性，本文采用电压反馈控制方式，选用UC3825型脉宽调制器。
本文列举了DC/DC变换的各种拓扑，比较了四种PWM控制模式，分析了交错并联式双管正激变换器的工作原理及其工作过程，详细推导并建立了带有电压反馈控制的双管正激变换电路的小信号模型，设计了补偿网络，给出了主电路和控制电路的工程计算。
最后，对系统进行频域、时域仿真，并给出相关分析。
关键词：双管正激变换器、电压反馈控制、小信号模型、补偿网络、仿真AbstractThis paper studies the parallel dual interleaved forward converter and its control circuit. Different to other isolated DC/DC converters, the parallel dual interleaved forward converter can feedback excitation energy automatically, also, simple structure is the one of the system’s advantages. Meanwhile, the power switches only need to work just under the main power voltage, which makes the designers have a wider range of choosing the power switches. In addition, the parallel structure reduces the volume of the output filter inductance, reducing the stress of the device, thereby, further reducing the loss. In the control circuit design, taking into account of the controllability of the range of the output voltage, we use voltage feedback control method, and chose the UC3825 voltage pulse width modulator. This article lists the DC/DC conversion of the various topologies, makes a comparison of the four PWM control modes, analyzes the parallel dual interleaved forward converter’s operating principle and working process, derives in detail and establish the small signal model, designs the compensation network, and carries out the main circuit’s and control circuit’s engineering calculation. Finally, this paper makes the system frequency and time domain simulation, and make some correlation analysis.Key words:dual forward converter, voltage feedback control, small signal model, compensation network, simulation目录摘要 (I)Abstract (I)目录 (II)第1章绪论 (1)1.1开关电源概述 (1)1.2本课题研究意义 (1)1.3隔离式DC/DC变换拓扑列举 (2)1.4反馈控制模式分类 (4)1.5本课题方案研究 (7)1.5.1功率电路选择 (7)1.5.2控制电路的选择 (8)1.6本文研究的主要内容 (8)1.7本章小结 (8)第2章功率电路状态分析及其参数设置 (9)2.1功率电路结构及其工作原理分析 (9)2.1.2电路结构分析 (9)2.1.2功率电路工作原理分析 (9)2.2主电路参数设计 (14)2.2.1技术指标 (14)2.2.2功率电路变压器设计 (15)2.3.3主功率开关管的选择 (19)2.3.4二极管的选择 (19)2.3.5输出滤波电感的选择 (20)2.3.6输出滤波电容的选择 (21)2.4本章小结 (21)第3章系统建模与控制电路的设计 (22)3.1功率电路建模 (22)3.1.1小信号模型的建立 (22)3.1.2标准型等效电路的建立 (25)3.2电压控制脉宽调制器建模与系统稳态传递函数的建立 (28)3.2.1电压控制型开关调节电路原理介绍 (28)3.2.2脉宽调制器的数学模型 (28)3.2.3电压控制系统原始回路稳态传递函数的建立 (29)3.2.4补偿网络的设计 (31)3.3控制电路结构 (34)3.3.1 UC3825外围电路 (34)3.3.2主功率管驱动电路 (36)3.3.3过流保护电路 (37)3.4本章小结 (38)第4章电路仿真 (39)4.1仿真软件简介 (39)4.2系统时域仿真 (40)4.2.1时域仿真电路及其波形 (40)4.2.2时域仿真分析 (44)4.3本章小结 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (50)附录 (1)第1章绪论1.1 开关电源概述随着电力电子技术的飞速发展，固态化静止型功率变换电源已经发展成为电力电子技术的三大应用领域之一(另两个是“运动控制”和“电力品质控制”)。
高效率150瓦双管正激DC／DC变换器的研制
Ｖ ， ｉ从 Ｊ ｏ故 Ｌ 。 Ｉ 线形下降。 一 ￡ ２～ ￡ ：２时刻 ， ３￡ 变压 器原边 绕 组 电流 续 流 完 毕且 磁 复 位 结束 ，２Ｓ 仍然关断， Ｓ 、３ 此时 ＶＥ ＝０原边电压由开关 Ｓ 、３ Ｆ ， ２Ｓ 分 担 ， Ｖｄ ＝ Ｖｄ 即 Ｓ ３： Ｖ ／ （ ２ Ｓ Ｂ ２ Ｓ 、 ３型号相 同） 这样 开关 Ｓ 、 ３ ， ２ Ｓ 在下一 次开通 时 的损 耗 就 大 大 降 低 了。 副边 电压 ＶＯ ＝ ０ ｉ。 Ｈ ，Ｌ 经 电感 Ｌｏ 电容 Ｃ （ 、 ｏ 包括 负载 ）同步 续 流管 Ｓ 流 通 。３时刻 ， 、 ５ ￡ 线形 下 降 至 Ｊ０ 后 ，２Ｓ Ｌ ｓ 、３同时 开 通 ， 始 下 一 个 开关 周 开
１ 电路 工 作原 理
图 １ 双管 正 激 Ｄ １ 直 流 变换 器 的 为 Ｃ／ ＝ 电路拓 扑 结 构 。该 变 换 器 由开 关 管 Ｓ 、３ ２Ｓ ， 续 流 二极 管 Ｉ 、 ３ 变 压器 ｎ ， 步整 流 管 ３ Ｄ ， ２ 同 Ｓ ， 步续 流 管 Ｓ ， 出 滤 波 器 Ｌｏ Ｃ ４同 ５输 、 ｏ构
成， 可将较高的直流母线 电压 （ ３ ０ 约 ９ Ｖ） Ｒｓ 变换 成较 低 的输 出 电压 Ｖｏ １Ｖ） Ｃ 为母 （２ 。 ｉ 图 １ 双 管 正 激 Ｄ ／） 换 器 的 电路 结 构 Ｃ １Ｃ变 ［ 线储 能滤 波 电容 ， 为原 边 开关管 电流检 测 Ｒｓ 电阻 ， 变压 器 的作用 是实 现原 、 副边 隔离及 输入 、 出 电压 匹配 。 输 双管正激 Ｄ ／ Ｃ变换器的控制原理时序 ， ＣＤ 如图 ２ 所示 （ 以滤波电感电流 。 Ｉ 连续为例） 。为分析方便 ， 假 定开关管 Ｓ 、３ ２Ｓ 的漏源电容为零 ， 这样其漏源电压就能瞬时变化。其 中 、 分别是 Ｓ 、３的控制信 ２Ｓ 号， 两者时序相同。 加 ～ ￡ ： 时刻 ，２ Ｓ １加 Ｓ 、３同时开通 ， 压器 Ｔｒ 边绕 组 Ｅ 变 原 Ｆ的 电压 为 Ｂ即 ＶＥ ， Ｆ＝ Ｖ ， 副边 电压 Ｖａ Ｂ则 ｌ ｉ
高效率双管正激变换器
高效率双管正激变换器王慧宁;孟丽囡【摘要】当双管正激变换器需要输出大电流大、小电压时,会出现输出整流管因导通压降大,使得损耗过大,从而导致系统输出效率低的问题,为解决这一问题,采用同步整流技术,并计算相关器件的参数,仿真结果表明了使用该电路能够降低输出纹波值,效率得到大幅度提高.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2017(000)020【总页数】2页(P142,144)【关键词】DC-DC变换器;双管正激变换器;同步整流;MOSFET【作者】王慧宁;孟丽囡【作者单位】辽宁工业大学电子与信息工程学院;辽宁工业大学电子与信息工程学院【正文语种】中文双管正激变换器[1-2]典型的优点就是防止同一桥臂的两个开关管因死区时间设置不当而导致直接导通的问题，它的开关管承受的电压小、电路可靠性比较高等特点[3]。
在变换器要求输出低电压和大电流时，采用二极管整流仍然存在导通损耗太高，使得变换器输出效率大幅度降低。
本文采用低损耗的功率MOSFET管进行输出整流，因其导通压降小，使得整体损耗降低，系统效率得到优化。
本文针对整流二级管在双管正激变换器低压大电流输出时，因自身导通损耗大，造成整体输出效率不高的问题，本文输出整流采用导通损耗很小的功率MOSFET管进行，提高了系统的输出效率。
在工作过程中，整流部分的电压与其栅极的驱动电压需同步，并且当其源级和栅极电压同时为正时才能导通，所以被称为同步整流[4]，图1就是使用MOSFET管进行整流的电路图。
针对本设计采用的电路结构存在变压器，直接将副边电压作为整流管的驱动信号，将两者的驱动信号分别接至变压器副边的正负端，正好在相位上形成互补，达到输出整流的目的。
本文应用上文中设计的双管正激电路设计了一种输出电压为5V，功率为200W的变换器，其中重要器件的参数设计如下：(1)同步整流管设计开关管可承受的电压的最大峰值为：同步整流管承受的最大峰值电压应满足如下公式：n为变压器的变比。
双管正激变换器并_并和串_并组合式的研究
2Tπm -
3 8
L
mC
S+
π/2ωm，其中T m励磁电感与S1、S2结电容的谐振周
期，Tm = 2π LmCS/2 。
1.1.2 稳定工作状态2
双管正激变换器在这种稳定工作状态下，1个
26
双管正激变换器并-并和串-并组合式的研究
电工电气 (2011 No.6)
开关周期中共有5个开关模态，其主要波形见图3。
0 引言
1 并―并组合式双管正激变换器工作原理
变换器模块电源被越来越广泛地应用于各种电 子设备中，随着电子设备本身的功能越来越复杂， 集成度越来越高，它对变换器也提出了更高的要求， 需要在提供更大功率的同时，要求更小的体积、功 耗和更高的稳定性。双管正激变换器因初级开关管 的电压应力低，具有内在的抗桥臂直通能力 , 可靠 性高 , 而获得了广泛的应用。但是双管正激变换器 也有自身的弱点。为了解决单路双管正激变换器工 作占空比小于 0.5，可采用两路或更多路双管正激 变换器进行串联或并联的组合，采用并 - 并或串 - 并 组合式双管正激变换器提高了变换器等效工作占空 比，增加输出电压纹波频率，减小输入和输出电流 纹波，使滤波器的体积和重量减小，故对其两种组 合方式进行研究。
开关周期中共有6个开关模态，其主要波形见图2。
ugs
0 u u S1， S2
S1 S2
S1 S2 t
Uin
Uin/2
0
t
ip
0
t
im
0
iD3 t
t0
t1 t2 t3 t4 t5 t6
图2 稳定工作状态1的主要波形
1)开关模态1[t 0，t 1] 在t 0时刻之前，开关管S1、S2上的电压均为输 入电压U in的一半。在t 0时刻，S1、S2同时开通，其 结电容中的能量全部消耗在开关管的内部。
UC3842双管正激式单级PFC变换器研究
Ｏ 引言
最近几 十年来 ，开关 电源 因其效 率高 、体积小 、
功 耗低 等 优势 ，在 电源 领域 逐 渐 占据 了主 导地 位 。 与此 同时 ，它 给 电网带来 的危 害也 逐年增 加 。随着
ＵＣ ３ ８ ４ ２ 双 管正 激式单级 Ｐ Ｆ Ｃ变换 器研究
陈 明 ，肖强晖
（ 湖南工业大学 电气与信息工程学院 ，湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ ７）
摘
要 ：应用双管正激式单级 Ｐ Ｆ Ｃ的拓扑结构 ，并通过 复用 ＭＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ开 关管，设计 了一 台基于 Ｕ Ｃ３ ８ ４ ２
第２ ８ 卷第２ 期
２ ０ １ ４年 ３ 月
湖
南
工
业
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ２ ８ Ｎ Ｏ． ２ Ｍａ ｒ ．２ ０ｌ ４
Ｊ ｏｕ ｒ ｎａ ｌ ｏ ｆ Ｈ ｕｎ ａ ｎ Ｕｎｉ ｖｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏ ｇｙ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ０ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ９ ８ ３ ３ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ １ ０
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ＵＣ３ ８ ４ ２ ；ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｐ Ｆ Ｃ） ：ｄ ｕ ｌ— ａ ｍｏ ｓ ｆ ｅ ｔ ｆ ｏ ｗａ ｒ ｒｄ ；ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ － ｓ ｔ ａ ｇ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ＵＣ３ ８ ４ ２ 一 ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｐ ＦＣ ｃ ｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ ｄ ｕ ａ ｌ — ｔ ｒ ａ ｎｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ＰＦ Ｃ ｔ ｏ ｐ ｏ — ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｎｄ ａ ｍｕ ｌ ｉｐ ｔ ｌ ｅ ｘ Ｍ ＯＳ ＦＥＴ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｍａ ｉ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｉｖ ｒ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ， ｈｅ ｔ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ４８ Ｖ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｏ ｆ １ ０ ０ Ｗ ｒｅ ａ ｏ ｂ ｔ ｉｎ ａ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｈｅ ｔ ｔ ｗｏ ｐ ｏ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇｙ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｒｏ ｔ ｌ ｌ ｅ ｄ ｗｉ ｈｉ ｔ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｌ ｏ ｗａ ｂｌ ｅ ｒ ｎｇ ａ ｅ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｈｅ ｔ ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ａ ｎ ｄ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｉ ｓ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｉ ｔ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｓ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｔ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎｄ ｅ ｘ ｏ ｆ
双管正激变化器的工作原理
双管正激变化器的工作原理双管正激变化器是一种电力电子变换器，常用于直流电源的交流输出。
它的工作原理可以分为两个部分：正激过程和反激过程。
在正激过程中，输入直流电压经过隔离变压器的升压作用，得到一个高电压的脉冲信号。
这个高电压信号经过一对功率开关管，根据控制信号的变化，可以通过开关管将电压信号转换成一串脉冲信号。
这些脉冲信号经过输出滤波电感和电容，得到一个平滑的直流电压输出。
在反激过程中，输入直流电压通过一个变压器，降低电压并隔离输入输出。
然后，这个降压的信号经过功率开关管，通过开关管的控制信号变化，将电压信号转换成一串脉冲信号。
这些脉冲信号通过输出滤波电感和电容，得到一个平滑的直流电压输出。
双管正激变化器的工作原理是基于开关管的导通和关断特性。
当开关管导通时，输入电压会通过变压器升压，同时也会通过输出滤波电感和电容，形成一个平滑的输出电压。
而当开关管关断时，输入电压会被隔离，并且输出电压会被维持在一个较低的水平。
通过控制开关管的导通和关断时间，可以控制输出电压的大小和波形。
双管正激变化器具有以下几个优点。
首先，它可以实现高效率的能量转换，因为开关管的导通和关断可以减少能量损耗。
其次，它具有较高的可靠性和稳定性，因为开关管是通过控制信号进行操作，并且没有机械部件。
此外，双管正激变化器还可以实现电压和频率的调节，使其适用于不同的应用场景。
然而，双管正激变化器也存在一些缺点。
首先，由于开关管的导通和关断会产生较大的开关噪声和电磁干扰。
其次，双管正激变化器的控制电路较为复杂，需要精确的控制信号和反馈回路。
此外，双管正激变化器的设计和制造成本较高，使得其在某些应用场景下不太适用。
双管正激变化器是一种常用的电力电子变换器，通过控制开关管的导通和关断，实现直流电源的交流输出。
它具有高效率、可靠性和调节性等优点，但也存在开关噪声、复杂控制和高成本等缺点。
在实际应用中，需要根据具体需求和应用场景选择合适的变化器类型，以满足电能转换的要求。
高效率双管正激变换器的研究 开题报告要点
高效率双管正激变换器的研究一、课题来源、意义、目的、国内外概况与预测如何提高电能的利用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，其他各种形式的变换电路都是DC/DC 变换电路的演变。
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。
目前，通常采用的磁复位方法主要有以下几种： (1) 采用辅助绕组复位； (2) 采用RCD 复位； (3) 采用LCD 复位； (4) 采用谐振复位； (5) 采用有源钳位复位。
1、辅助绕组复位正激变换器VOV图一所示的单端正激变换器的隔离变压器有三个绕组：一次绕组1N 、二次绕组2N 和去磁绕组3N 。
在on T 时间内，T 导通，2D 导通，1D 、3D 截止，电源向负载传递能量，此时，磁通增量为11(/)(/)D on D S V N T V N DT ∆Φ=⋅=⋅，输出电压为21/o D v N N V =⋅。
在随后的off T 时间内，T 阻断，2D 截止，1D 导通续流，3D 导通向电源回馈能量。
双管正激变换器并-并和串-并组合式的研究
子 设备 中， 随着 电子 设备 本 身 的功 能 越 来越 复杂 ，
集成度 越 来越 高 ， 它对 变换 器也 提 出 了更 高 的要求 ，
需要 在提 供更 大功 率 的同 时 ，要 求更 小 的体积 、功
耗和 更高 的稳 定性 。双 管正 激变 换器 因初 级 开关 管
的电压应 力低 ，具 有 内在 的抗桥 臂直 通 能力 ，可靠 性 高 ， 获得 了广 泛 的应用 。但 是双 管 正激变 换器 而
ｓ ｒａ — ｒ ｌ １ Ｉ ｔｏ ｕ ｔ ｎ ｗａ ｄ ｏ ｔ ｉ ｄ ｆｓ ａ ｌ ｒ ｎ ｔ ｔ ｏ ｂ ｅ ｔ ｂｅ ｐ ｓｔｖ ｔ ｕ ａ ｉ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｎ ｈ ｉ ｃ ｒ ｅ ｅｉｌ ｐａ ａ ｌ ． ｎ ｒ ｄ ｃ ｉ ｓ ｍａ ｅ ｔ ｗｏ ｋ ｎ ｓ ｏ ｔ ｂ ｅ ｗｏ ｋｉ ｇ ｓａｕｓｏｆｄ ｕ ｌ ｕ ｏ ｉ ｅ ｓｉ ｌｔｏ ｏ ｖ ｒｏ ｓａ ｄ ｔ ｅｒ ｏ ｒ — ｅ ｏ ｉ ｍ ｓ ｏ ｄ ｎ ｒ ｉ ｇ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ． ｗ ｉ ｈ ｍｏ ｅ ｓ ａｅ ａ ａｙｓｓａ ｄ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ａ ａ ｙ ｉ ｈ ｗ ｈａ ｄ ｐ ｉ ｇ ＬＣＤ ｏ ｓｅ ｓｃ ａ ｐ ｎ ｔ ｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｗｏ ｋ ｎ ｏ ｄ ｔｏ ｓ Ｓ ｔ ｄ ｔ ｔ ｎ ｌ ｉ ｎ ｉ ｌ ｔ ｎ ｌ ｓ ｓｓ ｏ ｔ ｔ ｏ ｔｎ ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ｌ ｓ ｌｍ ｅ ｗｏ ｋ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ
ＺＨＡＮ Ｇ ｎ Ｎａ
（ ｚ ｏ ｒ ｉ ｖｒ ｎ ｎａｌｎｖｓｍｅ ｔＣｏ， Ｘｕ ｈ ｕＨｅ ｕ ｉｏ ｍｅ ｔ ｅ ｔ ｎ Ｌ衄 Ｘｕ ｈ ｕ２ ０ ０ Ｅｎ Ｉ ｚ ｏ ２１ ０ ，Ｃｈｎ ｉａ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｎａｙｓｓｗａ ｄ Ｏ ｔ ｅ ｗｏ ｋ ｎｇｐｒｎ ｉ ｅ ｆ ｗｏ ｃ ｒ ｕ ｔ ， ｏ ｂ ｅ ｔ ｂ ｏ ｉｉ ｅｓ ｉ ｌ ｔ ｏ ｖ ｒｏ ｓｏ ａ ａ ｌｌｐ ｒ ｌｅ ｎ ｌ ｉ ｓｍａ ｅｔ ｈ ｒ ｉ ｉ ｃｐｌ ｓｏ ｉ ｉｓ ｄ ｕ ｌ ｕ ｅ ｐ ｓｔｖ ｔｍｕ ａ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｆ ｒ ｌｅ — ａ ａ ｌｌ ｄ ｔ ｃ ｏｎ ｐ ａ
低压输入交错并联双管正激变换器的研究
也即
I2M0=(Uin/L2M)(2D－1/2)Ts
这一时段内D1、D2、Q3、Q4上承受的电压均为Uin。
2)开关模态2[t1～t2][参考图3(b)]
t1时刻，励磁电流i2M（t1）为零，D3、D4自然关断，此时T2原边磁化电感L2M、漏感L2S、Q3、Q4漏源结电容Coss3、Coss4开始谐振。i2M反向流动，给Q3、Q4漏源结电容放电，如果uds3(uds4)下降到零，因Q3、Q4体二极管导通，uds3(uds4)将被箝位为零。这一时段因为另一路中Q1、Q2导通，使得D7上的电压被箝为Uin/n，而T2副边电压不会超过Uin/n，因而不会出现单路双管正激副边箝位为零的情况，所以在T2绕组上（同名端）出现正压。对应有
1)这类变换器原边电流较大，即使很小的电阻也会引起可观的损耗，因此应尽量紧凑地布局的主电路的元器件，同时尽可能减小变压器的绕组电阻。可采用输入大面积铺地以减小输入导线的电阻，选用高Bs、低Br的低损耗磁芯材料。
2)因原边电流较大，为减小功率器件的通态损耗，功率管宜采用导通电阻较低的功率MOSFET器件，或采用多个MOSFET并联使用，但同时，必须注意到工作于硬开关状态下的功率器件，高频工作时其开关损耗比较高，因此在选择器件时，必须折衷考虑MOS器件的导通损耗和容性相关损耗(开关损耗、驱动损耗)。需要的话，可以考虑采用软开关技术。
图7所示为副边整流电路，交错并联电路结构使副边输出电压UA的等效占空比加倍，虽然可以减小输出滤波电感的体积，但却使续流管D7的开关频率加倍，处于更高频率的开关过程。由于D7存在反向恢复，这样会在D5、D7以及T1副边(D6、D7以及T2副边)形成环流，造成更大的损耗，如果在t1～t2段di/dt过高（），不仅会引起振铃现象而产生严重的电磁干扰，而且还可能会因为瞬态尖峰电压太高而损坏二极管或电路中的其它半导体器件，因此D7宜采用t0～t1恢复时间短而t1～t2时间长即柔度系数大的快恢复二极管。
高效率双管正激变换器的研究
华中科技大学硕士学位论文高效率双管正激变换器的研究姓名：吴琼申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：熊蕊20070210摘要高功率密度、高可靠性和高稳定性是现代电力电子功率变换器不断追求的目标。
双管正激变换器作为一种主要的电力电子功率变换器，由于其开关电压应力低，具有内在抗桥臂直通的能力可靠性高等优点，使得它在通信电源、焊接电源、计算机电源等很多领域都得到了广泛的应用。
本文旨在不增加原主电路和控制电路复杂性的基础上，从变压器原边主开关管驱动方式和副边整流电路两个方面，对传统双管正激电路做出改进，提高电路的效率。
文章对改进后电路的工作过程及具体应用时遇到的问题做出了分析，给出了解决方案。
与传统电路相比，改进后的电路控制电路得到了简化，两个主开关管中的一个能够工作在零电流开通和零电流关断状态，同步整流电路克服了死区和轻载环路电流的影响，电路的整体性能得到了提高。
实验过程中利用峰值电流型PWM控制芯片UC2845，制作了一台15V/300W的样机，实验证明样机工作稳定，各种保护功能完备，改进后的双管正激电路较传统电路效率提高3～4个百分点，整机满载效率最高可达88％。
关键字：双管正激电压自驱动同步整流门极电荷保持环路电流AbstractHigh power density as well as high reliability has always been the goal to pursue in the field of modern electric power converters. As one kind of the modern electric power converters, two transistor forward converter has many attractive characteristics, such as low switch voltage stress, inherent anti-break-through capability, and high reliability. It becomes one of the most widely used topology in the industrial application, especially in the telecommunication energy systems, welding machines and computer power supply.Based on driven approach of main power switch in the primary side of the transformer and rectifier circuit, this paper aims at not increasing the complexity of the main circuit and control circuit of origin, to improve the traditional two transistor forward converter and enhance the efficiency of circuit. The paper made analysis of the process of improved circuit and the specific problems encountered by the application and gave the solutions of the pared with the traditional circuit, the control circuit of the improved converter has been modified to streamline, one of the two main switches can work in a ZCS state, synchronous rectifier circuit can overcome the dead zone and light load loop current, and the circuit's overall performance has been enhanced.Using the current mode PWM controller, a 15V/300W power system was developed during the experiment by the author. The experiment proved stable jobs of the system and simplifying control circuit (similar with the Forward circuit).The circuit improved 3-4 percentage points more efficient than traditional circuit, with the maximum efficiency of 88% of full load.Keywords: t wo transistor forward converter self voltage drivensynchronous rectification gate charge retentioncirculating current独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
绿色高效的双管正激电路
绿色高效的双管正激电路一、概述：高功率密度、高效率以及小外型尺寸已成为当前电源模块技术发展的关键驱动力。
双管正激电路是实现这些要求的实用电路之一,被广泛应用在中、高功率电源设计中。
双管正激电路运行非常稳定,受到设计人员的广泛关注,并给予了较高评价。
由于原边的两个开关不是使用图腾柱结构,它们同时导通,这就解决了击穿问题。
对于半桥和全桥变换器来说,原边开关使用图腾柱结构,一旦由于电磁噪音或电磁辐射引起两个开关同时导通,电路将受到破坏性的中断。
这个问题对于受高能量辐射影响的电源来说至关重要,而双管正激电路可以避免这个问题，所以采用双管正激技术的电源模块被广泛地运用于通信领域。
二、原理简述：双管正激变换器的原理图与波形如图1所示。
双管正激变换器的工作可以分为三个过程：能量转移阶段、变压器磁复位阶段和死区阶段。
在能量转移阶段,原边的两个开关都导通,能量从输入端向输出端转移。
在变压器磁复位阶段,原边的两个二极管都导通,使变压器绕组承受反相输入电压,从而实现变压器磁复位。
当变压器完全复位后,变换器工作在死区阶段,即原边无电流、副边续流。
在复位过程中,双管正激开关MOSFET被箝位在输入电压。
MOSFET上的电压应力小于单管正激,至少低一倍。
这样我们可选取具有低导通电阻Rdson的低电压MOSFET,以获得低损耗。
常用的单管正激变换由于拓扑简单，升/ 降压范围宽，广泛应用于中小功率电源变换场合。
单管正激变换器的输出功率不象反激变换器那样受变压器储能的限制，因此输出功率较反激变换器大，但是单管正激变换器的开关管电压应力高，为两倍输入电压，有时甚至超过两倍输入电压。
过高的开关管电压应力成为限制单管正激变换器容量继续增加的一个关键因素，而双管正激变换器就可以有效解决单管正激变换器的上述不足。
驱动芯片T L494 是一种价格便宜、驱动能力强、死区时间可控，同时带有两个误差放大器，当负载变化时来进行电压和电流反馈PI调节，这样进一步加强了电源的稳定性。
正激式变换器的参数设计及研究
正激式变换器的参数设计及研究正激式变换器是一种常见的DC-DC变换器拓扑，通常应用于电源转换和能量传输等领域。
正激式变换器通过将输入电压从低频到高频进行切换，以实现能量的转换和传输。
参数设计和研究对于提高正激式变换器的效率和稳定性非常重要。
首先，正激式变换器的参数设计需要确定输入电压范围、输出电压和输出电流等基本参数。
其中输入电压范围一般由本地电源的电压决定，输出电压和输出电流则根据实际需要进行选择。
在确定基本参数后，可以进一步设计变压器和电感的参数。
变压器是正激式变换器中非常重要的组件，其参数设计需要考虑输入和输出电压的比例关系、工作频率以及功率损耗等因素。
一般来说，输入和输出电压的比例由变压器的变比比例确定，可以通过设计决定变压器的结构和骨架，从而调整变比比例。
另外，工作频率对于变压器的设计也有重要影响，通常选择适合工作频率的材料和结构，以减小损耗并提高效率。
电感也是正激式变换器中常见的元件，其参数设计同样需要考虑输入和输出电压、工作频率和功率损耗等因素。
电感用于储存和传输能量，在正激式变换器中起到平滑电流的作用。
因此，电感的参数选择需要满足一定的电感值和电流容量要求，同时考虑磁芯材料的损耗和饱和等方面。
除了变压器和电感，正激式变换器还包括开关管和控制电路等组成部分。
开关管的选择需要考虑开关频率、耐压和导通电阻等因素，以确保其稳定工作和低功耗。
控制电路的设计需要满足开关管的驱动要求，通常选择合适的控制方式和芯片来实现高效、准确的控制。
除了参数设计，研究正激式变换器还需要考虑效率、稳定性和可靠性等方面。
对于效率的研究可以通过优化电路拓扑、选择合适的元件和控制策略来实现。
稳定性和可靠性的研究可以通过分析和仿真来评估电路的稳定性和容错能力，并根据实际情况进行改进。
总之，正激式变换器的参数设计和研究对于提高电路效率和稳定性非常重要。
通过合理选择和设计元件，优化控制策略和拓扑结构，可以实现高效、稳定和可靠的正激式变换器。
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华中科技大学硕士学位论文高效率双管正激变换器的研究姓名：吴琼申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：熊蕊20070210摘要高功率密度、高可靠性和高稳定性是现代电力电子功率变换器不断追求的目标。
双管正激变换器作为一种主要的电力电子功率变换器，由于其开关电压应力低，具有内在抗桥臂直通的能力可靠性高等优点，使得它在通信电源、焊接电源、计算机电源等很多领域都得到了广泛的应用。
本文旨在不增加原主电路和控制电路复杂性的基础上，从变压器原边主开关管驱动方式和副边整流电路两个方面，对传统双管正激电路做出改进，提高电路的效率。
文章对改进后电路的工作过程及具体应用时遇到的问题做出了分析，给出了解决方案。
与传统电路相比，改进后的电路控制电路得到了简化，两个主开关管中的一个能够工作在零电流开通和零电流关断状态，同步整流电路克服了死区和轻载环路电流的影响，电路的整体性能得到了提高。
实验过程中利用峰值电流型PWM控制芯片UC2845，制作了一台15V/300W的样机，实验证明样机工作稳定，各种保护功能完备，改进后的双管正激电路较传统电路效率提高3～4个百分点，整机满载效率最高可达88％。
关键字：双管正激电压自驱动同步整流门极电荷保持环路电流AbstractHigh power density as well as high reliability has always been the goal to pursue in the field of modern electric power converters. As one kind of the modern electric power converters, two transistor forward converter has many attractive characteristics, such as low switch voltage stress, inherent anti-break-through capability, and high reliability. It becomes one of the most widely used topology in the industrial application, especially in the telecommunication energy systems, welding machines and computer power supply.Based on driven approach of main power switch in the primary side of the transformer and rectifier circuit, this paper aims at not increasing the complexity of the main circuit and control circuit of origin, to improve the traditional two transistor forward converter and enhance the efficiency of circuit. The paper made analysis of the process of improved circuit and the specific problems encountered by the application and gave the solutions of the pared with the traditional circuit, the control circuit of the improved converter has been modified to streamline, one of the two main switches can work in a ZCS state, synchronous rectifier circuit can overcome the dead zone and light load loop current, and the circuit's overall performance has been enhanced.Using the current mode PWM controller, a 15V/300W power system was developed during the experiment by the author. The experiment proved stable jobs of the system and simplifying control circuit (similar with the Forward circuit).The circuit improved 3-4 percentage points more efficient than traditional circuit, with the maximum efficiency of 88% of full load.Keywords: t wo transistor forward converter self voltage drivensynchronous rectification gate charge retentioncirculating current独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在____________年解密后适用本授权书。
本论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日1 概论1.1 开关电源的发展电源是各种电路的动力源泉，是电子设备所不可缺少的重要组成部分，通常被誉为“电路的心脏”。
随着计算机的普及和航空航天技术、数据交换系统和邮电交通事业的迅猛发展，电源装置的需求量日益增长，而且对其性能、重量、体积、效率和可靠性提出了更高的要求。
按电力电子的习惯称谓，AC-DC称为整流（包括整流及离线式变换），DC-AC称为逆变，AC-AC称为交流－交流直接变频（同时也变压），DC-DC称为直流－直流变换。
为达到转换目的，手段是多样的[1]。
20世纪60年代前，研发了半导体器件，并以此器件为主实现这些转换。
电力电子学科从此形成并有了近30年的发展。
传统的电源，多采用变压器的降压、整流、稳压获得，这种线性电源的不足之处是对变压器输入的电源波动的适应性较差，输入电压高时稳压电路功耗大，发热严重；输入电压低时，又无法输出稳定的直流电压。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势逐渐取代了效率低、体积大、笨重的线性电源[2]。
广义的说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成为另一形态的主电路都叫做开关变换器,转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电源（Switching Power Supply）;习惯上我们所说的开关电源主要指的是DC-DC变换器。
DC/DC变换技术一直是开关电源技术的重点，是开关电源的基本单元，也是开关电源技术发展的基础，其他各种形式的变换电路都是DC/DC变换电路的演变出来的。
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， DC/DC变换器的研究对电力电子技术的发展具有重要意义。
1.2 高效率与高功率密度如何提高电能的利用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。
开关电源的基本要求是高稳定和小型化。
开关电源的特点是轻、小、高效。
达到高效率时，才能使开关电源有高功率密度。
高效率的达到是依赖综合的因素。
但最关键的还是透彻掌握开关电源的基本理论，精心的设计，借助优化和仿真手段。
所谓功率密度就是指单位体积里的功率，一般电源里用W/cm3表示。
据资料报告，AC-DC开关电源功率密度普遍为1～2 W/cm3，DC-DC目前最高的为VICTOR开关电源，它的功率密度为6.1 W/cm3。
美国UNITRODE公司POWER CUBE工厂生产的DC-DC开关电源模块，输入电压300V，输出电压5V、12V、48V，功率300W，效率90％，开关频率350kHz，模块功率密度3.3 W/cm3，寿命70万小时，个别的品种功率密度更高达5 W/cm3，寿命长达100万小时。
据记载，美国VPEC曾达到的功率密度为300W/5V用多层印制电路变压器（厚1.14cm）的有源箝位变换器，以及50W 正激多谐变换器，均达到3.05 W/cm3。
对于开关电源及其控制还应该注意电应力（包括电流、电压等）分析和热设计。
电应力可采用多种过压保护措施解决。
热设计是可靠性设计的重要部分。
热分析表明，电路内部温度越低，可靠性越高。
例如，开关电源中的电解电容将在温升影响下逐渐失效，环境温度、机箱内温度越高，失效越快。
有数据表明，电子元件温度每升高2℃，可靠性下降10％。
[3]1.3 单管正激变换器在各种离线式DC/DC变换器中,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。
在正激变换器中，由于变压器的磁芯是单方向磁化的，每个周期都需要采用相应的措施，使磁芯回到磁化曲线的起点，否则的话磁芯磁会很快饱和而导致的开关器件损坏，因此需要采用专门的复位电路，使变压器的磁芯磁复位。
[4]目前，通常采用的磁复位方法主要有以下几种：1.3.1 辅助绕组复位正激变换器V O图1-1 单管辅助绕组复位正激变换器图1-1所示的单端正激变换器的隔离变压器有三个绕组：一次绕组N 1、二次绕组N 2和去磁绕组N 3。
在T ON 时间内，Q 导通，D 2导通，D 1、D 3截止，电源向负载传递能量，此时，磁通增量为I 1ON I 1S (V /N )T (V /N )DT ΔΦ=⋅=⋅，输出电压为V O =V I N 2/N 1。