一种新型有源箝位推挽倍压变换器分析与设计

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1、万方数据第4】巷第8期2007年8月电力电子技术PowerElee上

2、mnicsVol41．No．8August，2007一种新型有源箝位推挽倍压变换器分析与设计刘小宝，师宇杰，栾海妍(解放军信息工程大学．河南郑州450002)摘要：提出了一种新型高压变换器拓扑——有源箝位推挽倍压变换器(ActiveClampingPush-PullDualVoltageConverter。简称ACPDVC)。该电路实现了开关管的零电压开通，适用于要求低电压输入、高电压输出、高效率的开关电源。在此，对该变换器的稳态过程及工作特性进行了分析和

3、推导，给出了实验验证。关键词：变换器；变压器；高压电源／开关电源中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2007)08—0028-03TheAnalysisandDesignofaNovelActiveClampingPIIsh—PullDnalVoltageConverteruUXiao—bao，SHIYu-jie．LUANHai．yah(1nJbrmationEngineeringUniversityofPLA，Zhengzhou450002，China)Abstract：Activeclampi

4、ngpush—pulldualvoltageconverter，acreativehigh—voltageconvertertopology-，isproposedinthispaper．Thiscircuitrealizeszero-voltageswitch，whichisadapttolowinputvohageandhighoutputvoltageswitchpowersupplywithhigheffieiencyThesteady—stateandoperationcharacterofthecircuitis

5、analyzedanddeduced，andtheexperimentalresulEs·K／"egivenKeywords：inverter；transfommr；high-voltagepowersupply／switchingpowersupplyl引言目前．高压直流电源已广泛用于污水处理、雷达发射器、行波管、CT及x光机等领域。随着电子技术的高速发展，对电源的要求也越来越高。由于其输出电压很高．相应带来了变压器设计、电源效率、模块体积等一系列难题。针对行波管电源低压输入、高压输出的特点，文献【1]提出了一种称之为电流

6、型有源筘位推挽变换器。该电路利用开关管的寄生电容和变压器漏感产生谐振，实现了开关管的零压开通[21．并有效解决了电源模块的效率和体积等问题．而且控制方式为PWM方式．但通过对该电路的研究发现，该电路仍存在变换器自身的升压倍数不高，变压器升压倍数过大等不足。于是，对该电路作r部分改进．提出了有源箝位推挽倍压变换器(ACPDVC)。改进后的电路升i仅继承了原电路的优点．而且有效弥补了原电路的4i足．大大减小了变压器的体积和设计难度．进而更有利于实现电源模块的小型化和轻型化。2稳态工作原理分析图1示出ACPDVC主电路拓扑。图2示

7、出主要的工作波形。该变换器是在传统的推挽变换器[q上增加有源箝位网络，以限制主开关管vS。和vS：上的定稿日期：2006-12-29作者简介：刘一l、宝(1982一)．男。河南邓州人，硕士研究生。研究方向为大功率变换技术。28电压；输出端采用由VD。，VD。和cn，Q组成的倍压整流滤波电路，以提高变换器的升压倍数。为讨论方便。输出采用二倍压整流电路。-斟：轴啐p8瞥，《?斟‰牛‰。#_RgVSl，ogVS2图1ACPDVC的主电路图2主要工作波形图中C。．，cR，c‰。，c惭一主、辅开关的寄生电容VD％，，VD性，VD㈨VD

8、咖一丰、辅开关的体二极管“邮1．／1flw,2，“曲i，“帕广主、辅开关的驱动脉冲L叭L扩一变压器初级等效漏感通过对该变换器的分析发现．当设置不同的输入电感三。和开关管占空比D参数时．电路的工作过程截然不同。例如，当主开关管的D>0．5时．该变万方数据一种新型有源箝位推挽倍压变换器分析与设计换器呈升压特性：反之，该变换器呈降压特性。另外，够大，其两端电压基本保持_i变，可视作恒压源；当输出电感取较大值(100pH以上)和取较小值(几③厶．．(电感量很大)足够大，可视作恒流源；⑨为讨微亨)时．电路的工作过程也大不相同。小输入电

9、感论方便，设变压器的匝比为l：l：l。的情况在其他文章中已作过讨论，这里重点讨论大由7-电路的对称性，一个丌关周期内电路上、下电感升压模式下该变换器的稳态工作原理。半周期T作过程类似。存输入电感电流连续模式下，在分析前．先假定：①所有开关管、二极管均为半个开关周期内电路有6个工作状态，可综