第八章 正激和推挽变换器拓扑

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1、第八章正激和推挽变换器功功降压、升压、降降压、升压、降--升升不隔离型不隔离型压、库克变换器压、库克变换器率率变变换换单端单端反激、正激反激、正激电电隔离型隔离型路路推挽、半桥、推挽、半桥、双端双端全桥全桥第八章正激和推挽变换器8.1正激变换器拓扑(ForwardConverterTopology)8.2双管单端正激变换器拓扑(Doubled-Ended)8.3推挽拓扑(Push-PullTopology)8.1正激变换器工作原理：（1）导通为什么称为正激变换器？（2）关断能量是在开关管Q1导通时流入负载的8.1正激变换器置位伏秒数面积A1和复位伏秒数面积A2相等,避免磁心进入饱

2、和，导致开关管损坏A1=VTdcon8.1正激变换器8.1正激变换器8.1正激变换器开关模态1(0≤t≤t)1Vin=DT+NpNVsinvV==NsinNKp8.1正激变换器开关模态2(t≤t≤t)12Vin=DT-NwVVKV=+=(1+)KVQ1inpwinpwin8.1正激变换器NVsinVV=DDoinNKp8.1正激变换器正激变换器的电磁理论仅运行于第一象限磁心在磁滞回线上约以励磁电流幅值的半值为中心（VdcTon/2Lm）运行，励磁电流没有反向，只是简单地线性上升至幅值，然后再线性下降到零。正激变换器的磁心气隙气隙使磁滞回线斜率降低，使dB

3、/dH（磁心磁导率）降低。磁导率降低使励磁电感减小，使励磁电流（Im=VdcTon/Lm）增大，励磁电流不向负载传递功率，只用于磁心磁通沿磁滞回线移动，不应超过负载电流地10％。有气隙磁心的励磁电感8.1正激变换器有气隙磁心的励磁电感：长度为l的磁心中引入长度为l的气隙，励磁电感的减小比例为：ia例：国际标准磁心Ferroxcube783E608-3C8，其磁路长度为9.78cm，有效磁导率为2300。如果在磁路上加4mil（0.0102cm）的气隙，根据式2.39，有8.1正激变换器输出电压与输入电压、导通时间和匝比的设计关系NVsinVV=DDoinNKp确定参数的顺序（

4、1）确定最小直流输入电压Vdc（2）最大导通时间Ton设为半周期的80％（3）根据法拉第定律确定初级匝数Np（4）根据所需主输出电压Vom求解次级主绕组匝数Ns4.2正激变换器初级电流、输出功率及输入电压之间的关系设从直流输入到所有次级总输出功率的转换效率为80％，即Po=0.8Pin或Pin=1.25Po阶梯斜坡电流等效为同样脉宽的平顶电流，其幅值为阶梯斜坡中点值Ipft，则电流平均值为0.4Ipft，因此有功率开关管的最大关断电压应力若复位绕组Nr的匝数与初级绕组Np的匝数相等，功率开关管最大电压关断应力为最大输入电压的两倍加上漏感尖峰。8.1正激变换器实际输入电压和输出功率

5、限制最大直流输入电压低于60V的正激变换器，其实际最大输出功率为150～200W，原因是较大功率输出时，初级电流幅值会太大。例：设计一个用于通信行业的200W正激变换器。最小和最大输入电压分别为38V及60V，初级电流幅值和最大关断应力分别为I3.13PV/3.13(200)/3816.5ApftodcVV2.62.660156Vmsdc采用耐压至少为200V的功率器件8.1正激变换器存在问题？用于交流输入为120×（1±10％）V的离线式开关变换器时的最大应力。交流输入最高时，整流后直流输入电压为1.1*120*1.41186V减去2V的整流二极管的压降为184

6、V关断后的最大电压应力为VV2.6184478ms交流输入最低时，整流后直流输入电压为0.9*120*1.412150V峰值电流为I3.1322/1504.17Apft考虑到15％的输入瞬态值，峰值关断应力为550V，因此管子来源应高于此值。8.2双管正激变换器特点：有两个开关管，关断时每个开关管仅承受一倍直流输入电压，而且不出现漏感尖峰，没有漏感能量消耗。保证复位时间等于导通时间，则磁心总能复位。因为：开关管关断时，Np上的反向电压与导通时的正向电压相等。因此，若最大导通时间不超过半周期的80％，使下半周期开始前有20％的余量，则磁心总能成功复位。8.2双管正激

7、变换器实际输出功率限制：单端正激变换器的功率限制是多少？输出功率可达到400W~500W，且满足所需电压、电流及增益要求的廉价开关管容易买到。一个额定交流输入为120V，且具有10％稳态误差和±15％的瞬态误差的双管正激变换器。最大整流输出直流电压为1.41*120*1.1*1.15=214V最小整流输出直流电压为1.41*120*0.9*0.85=130V初级等效平顶电流幅值为I=3.13P/Vpftodc当P=400W，I=9.6Aopft设计原则及变压器的设计参考单端正激变