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组合式双管正激直流变压器研究

信息来源:powercn.net   时间: 2012-03-21  浏览次数:607

    随着大功率电力电子元器件的发展,通过电力电子变换技术实现电压变换和能量传递的新型变压器——直流变压器得到了越来越多的关注。直流变压器在接近l00%的占空比下工作,输出省去了滤波电感,结构简单;采用开环控制,易于实现软开关,提高功率密度。有些学者将其应用在频率、电压相同或不同的两个或多个交流系统之间,实现隔离和能量传输[1]-[4]。也有学者将其应用在需要隔离而不需要调压的直流应用场合[5]-[8],以提高多级结构的电压调整模块供电系统的效率和功率密度。
    本文提出了一种组合式双管正激直流变压器。该电路利用箝位二极管将开关管的电压应力箝位在输入电压,并利用变压器原边串联电感(包括变压器漏感)和开关管的结电容谐振实现了开关管的零电压开关(ZVS)。同时,利用输出滤波电容的箝位作用,限制了副边整流二极管的电压尖峰。文中详细分析了变压器的工作原理,并讨论了变压器的输出特性、零电压开通条件。最后在原理样机上进行实验验证。
    2 电路拓扑与工作原理组合式双管正激直流变压器主电路拓扑如图1所示,包括输入电源Uin、功率开关管(S1、S2、S3、S4)、两个原边箝位二极管D1和D2、串联电感Lr1和Lr2(包括变压器漏感)、功率变压器T(Np1、Np2、Ns1、Ns2组成)、副边整流电路(D3和D4)和输出滤波电容(Cout)组成。其电路结构有如下特点:(1)由两路双管正激变换器原边并联而成,并且两路双管正激变换器在原边共用两个箝位二极管D1和D2;(2)变压器T采用磁集成技术,由Np1、Np2、Ns1、Ns2组成;(3)输出不含滤波电感
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