同步整流在隔离升压变换器中的应用

２０１２年９月１５日第３５卷第１８期

现代电子技术

ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅ

Ｓｅｐ．２０１２

Ｖ０１．３５Ｎｏ．１８同步整流在隔离升压变换器中的应用

方利敏，赵徐成，韩固勇

（徐州空军学院，江苏徐州２２１０００）

摘要：针对传统的ＤＣ／ＤＣ变化电路存在的问题，应用同步整流技术，提出了一种改进型隔离升压电路。通过对集成控制、滞环控制和脉宽控制三种控制电路的分析对比，最终选择脉宽调制做为其控制电路。根据ＤＣ／ＤＣ电源系统的性能指标设计了主电路参数，使用Ｓａｂｅｒ软件对单模块系统的动态响应速度进行了仿真分析，仿真结果表明，改进型隔离升压电路完全可以满足航空静止变流器的特定要求，验证了理论分析的合理性和正确性，为航空静止变流器在航空地面电源上的进一步应用奠定了基础。

关键词：同步整流；隔离升压；ＤＣ／ＤＣ；Ｓａｂｅｒ仿真

中图分类号：ＴＮ９１１—３４；ＴＭ４６４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－３７３Ｘ（２０１２）１８－０１６８—０３

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｉｓｏｌａｔｉｏｎｂｏｏｓｔｅｒｃｏｎｖｅｒｔｅｒ

ＦＡＮＧＬｉ—ｒａｉｎ，ＺＨＡＯＸｕ－ｃｈｅｎｇ，ＨＡＮＧｕ—ｙｏｎｇ

（ＸｕｚｈｏｕＡｉｒｆｏｒｃｅＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄｉｓｏｌａｔｉｏｎｂｏｏｓｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔＯｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｗｈｉｃｈｏｃｃｕｒｉｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ａｆｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌ，ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｔｈｅｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｗａｓｃｈｏｓｅｍＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｏｆＤｅ／Ｄｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄｏｆａｓｉｎｇｌｅｍｏｄｕｌｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙｍｅ拍ｔｎｓｏｆＳａｂｅｒｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｉｓｏｌａｔｉｏｎｂｏｏｓｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｆｕｌｌｙｍｅｅｔｔｈｅｓｐｅ—ｅｉｆｉｃｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅａｖｉａｔｉｏｎｓｔａｔｉｃｉｎｖｅｒｔｅｒ．Ｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｉｔｌａｉｄａｆｏｕｎｄａ—ｔｉｏｎｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｖｉａｔｉｏｎｓｔａｔｉｃｉｎｖｅｒｔｅｒｉｎｔｈｅａｖｉａｔｉｏｎｇｒｏｕｎｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎｂｏｏｓｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔ；ＤＣ／ＤＣ；Ｓａｂｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

０引言１改进型隔离升压全桥电路的提出

整流电路作为ＤＣ／ＤＣ变换器的一个重要组成部分，对ＤＣ／ＤＣ变换器的整机性能起着非常重要的作用［１］。传统的整流器件是采用功率二极管，由于二极管工作时，其导通压降较高，所以整流二极管上的损耗也比较严重。这种情况在低压、大电流的场合下显得尤为突出。二极管整流电路带来的损耗极大地影响着整个电路的效率。

这种场合，用低压功率ＭＯＳＦＥＴ代替二极管作为整流器件，由于低压ＭＯＳＦＥＴ的通态阻抗可以做到很小，所以可以有效地减小整流电路中的损耗，从而提高整个变换器的效率。整流器件由于要求与电路工作同步开关动作，所以被称为同步整流管，与此相关的技术，也形成同步整流技术［２］。

收稿日期：２０１２—０４—１９

基金项目：军队２１１０重点建设项目

在主电路拓扑的选择上，单端正激式变换电路、推挽变换电路、推挽正激变换电路、半桥变换电路大多应用于中、小功率的场合［３］。而本文设计的变换器必须满足大功率的要求，且设计出的变换器要满足低压大电流输入、大升压比，所以主电路拓扑应采用全桥变换电路［４］，但是全桥电路存在一定的缺陷，由于其变压器次级连接着全桥整流电路，而全桥整流电路又由四个二极管连接而成，其次级的功率损耗很大，会对全桥变换电路的效率产生很大的影响。所以基于以上原因本文提出了改进的隔离升压全桥电路（如图１所示），即将同步整流技术应用于全桥电路之中，这样设计出的变换器即可以满足大功率的要求又可以减少变换器的功率损耗，提高变换器的效率。

改进后的全桥变换电路具有以下优点：

（１）采用同步整流技术，用ＭＯＳＦＥＴ代替二极管作为整流器件，由于ＭＯＳＦＥＴ的通态阻抗可以做到很小，所以可以有效地减小整流电路中的损耗，从提高整

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