一种采用无源软开关吸收电路技术的新型高效DC_DC变换器

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1、184/2007变流器·控制一种采用无源软开关吸收电路技术的新型高效DC/DC变换器唐青松1，2，吴强1，曹怀志1，车宪宁2，彭方正1，2(1.株洲南车时代电气股份有限公司，湖南株洲412001；2.MichiganStateUniversityEceDepartment,48823USA)摘　要：主要从4个方面叙述了采用无源软开关吸收电路技术70kW的DC/DC变换器，即（1）无源吸收电路的工作原理；（2）PWM控制方式的选择和比较；（3）大功率高频变压器的设计步骤；（4）一次侧整流电路二极管过冲电压限制以及吸收电阻的

2、选型分析。最后给出了试验波形和效率曲线。关键词：无源软开关吸收电路;全桥DC/DC变换器;高频变压器中图分类号：UM46文献标识码：A文章编号：1671-8410(2007)04-0018-07ANovelHighEfficiencyDC-DCConverterwithPassiveSoftSwitchingSnubberTANGQing-song1-2，WUQiang1，CAOHuai-zhi1，CHEXian-ning2，PENGFang-zheng1-2(1.ZhuzhouCSRTimesElectricalCo.

3、LTD.,Zhuzhou,Hunan412001,China;2.MichiganStateUniversityEceDepaptment,48823USA)Abstract:Thispaperpresentsanovelhighefficiencydc-dcconverterwithpassivesoftswitchingsnubber.Wefocusonfourmajorissuesinhighpowerdc-dcconverters:1)theoperatingprincipleofthepassivesnubbe

4、rcircuit;2)selectionofPWMcontrolmethodstoreducethevoltagespikeandpowerlossacrossswitchingdevices;3)stepbyseptodesignahighpowerandhighfrequencytransformer;and4)thevoltageoscillationprobleminthesecondarydioderectifierisaddressedandselectionofthesnubberresistor.Expe

5、rimentalwaveformsandefficiencycurvesaregiventodemonstratethevalidityandfeaturesoftheconverter.Keywords:passivesoftswitchingsnubber;DC/DCconverter;highfrequencytransformer关应力；（2）开关损耗；（3）剧烈的di/dt和du/dt冲击及0引言其产生的电磁干扰(EMI)。近年来，电力电子技术发展迅猛，各种功率等级的软开关技术是实现功率变换器高频化的重要技术开

6、关电源广泛应用于计算机、航空航天、铁路机车车辆之一，它应用谐振的原理，使开关器件中的电流（或电以及地铁领域。笨重的低效率电源装置已被高效的小型压）按正弦或准正弦规律变化。当电流自然过零时，使电源所取代。为了使电源装置达到高性能、高效率、高器件关断（或电压为零时，使器件开通），从而减少开关可靠性，且减小体积和质量，开关电源必须实现高频损耗。它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗、化。然而功率开关频率的进一步提高将受诸多因素的容性开通、感性关断及二极管反向恢复问题，而且还能限制，如：（1）在通断瞬间切换过程中，功率器件的开

7、解决硬开关引起的EMI问题。20世纪70年代以来，人们就开始将谐振技术运用收稿日期：2007-06-05作者简介：唐青松（1974-），男，工程师，在读研究生，现从事中到高频开关中，经过数10年的发展，软开关变流技术也功率变流器系统设计与控制技术研究开发工作。得到了长足的发展，先后有人提出了谐振、准谐振及多4/2007一种采用无源软开关吸收电路技术的新型高效DC/DC变换器19谐振变换器；零电压、零电流软开关PWM变换器；零器主电路拓扑结构，系统主要由全桥变换模块、能量恢电压转换、零电流转换PWM变换器；全桥移相PWM变

8、复电路、无源软开关吸收电路、高频变压器、二次侧整换器以及无源软开关缓冲电路等多种类型的软开关变流模块以及RCD吸收电路6个部分组成，其中能量恢复化拓扑结构。然而在以上所提出的多种软开关技术中，电路的主要功能是将软开关吸收电路中电容上的过充无源软开关缓冲电路技术由于不附加有源器件，只是电压反馈回直流输入端，RCD吸收电