2kW新型推挽正激直流变换器的研制

图4　占空比D大小和△Uc关系仿真波形图

　　图5(a)为原边激磁电感Lm=12uF,漏感时仿真波形图;图5(b)为原边激磁电感Lm=12uF,漏感
＝0时仿真波形图。仿真结果表明， ＝0时输入电流不存在环流过程。

图5 输入电流仿真波形图

　　5.2.实验结果

　　根据有关技术要求，研制出了一台输入24V－32VDC,输出120VDC的2kW DCDC变换器。系统参数：开关频率：fs＝50kHz；主功率开关管：IXTK180N15; 整流二极管：DSEP60－06A；箝位电容C=70uF;滤波电感Lf =160uH;滤波电容Cf =680uF/400v×2；主变压器匝比：n=6，磁心：EE55×2。
　　图6为额定负载下实验波形图，其中图6（a）是原边绕组电流波形图：ch1：开关管V1驱动信号波形, ch2：开关管V2驱动信号波形, ch3：绕组Tp1电流波形I1, ch4：绕组Tp2电流波形I2;　图6（b）开关管漏源极波形图: ch1：开关管V1的驱动信号,ch2：开关管V2源漏极电压波形,ch3：开关管V2的驱动信号,ch4：开关管V2源漏极电压波形。图6实验波形验证了上述理论分析的正确性。

图6（a） 驱动和原边绕组电流波形图	ch1: 50V/格 ch2: 50V/格 ch3: 50V/格 ch4: 50V/格 图6（b）功率管漏源极电压波形图

图6额定工作波形图

　　图7为输出电流Io＝16A时原边绕组电流和箝位电容电压脉动波形图：ch3：绕组Tp1电流波形I1，ch4：绕组Tp2电流波形I2，ch1：箝位电容电压脉动△Uc波形。实验波形充分说明了第3节环流分析结论和第4.1.节中箝位电容选取原则理论的正确性。

ch3:80A格，ch4: 80A格,ch1:5v格 图7（a） Uin＝24v，Io=16A,D=0.45	ch3:80A格，ch4: 80A格,ch1:5v格 图7（b） Uin＝32v，Io=16A,D=0.325

图7　D不同时原边环流和箝位电容脉动波形图

　　图8为2kW DCDC变换器效率分布曲线，该变换器的效率可达93.2％。图9为变换器实物图。

图8 效率分布曲线

图9　2kW DC/DC变换器实物图

6. 结论

　　仿真分析和实验结果验证了本文中理论分析和公式推导的正确性，表明推挽正激电路应用于该变换器中具有以下优点：（1）抑制了开关管漏源极电压尖峰，降低了开关管的电压应力和功率损耗 [5]，整机效率高；（2）变压器双向磁化，磁利用率高；（3）输入电流纹波安秒积分较其它拓扑小，减小了输入滤波器体积。该变换器尤其在低压大电流场合中具有很高的工程实用价值。

参考文献：

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[3]　杨正龙，王慧贞，一种新型推挽正激变换器，电力电子技术，Vol,36.No.1, 2002年2月。
[4]　张方华，严仰光，王慧贞，刘军，推挽正激电路的研究及工程实现，全国第二届特种电源 与元器件学术年会论文集：pp148～152。
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C.Lee., Investigation of Topology Candidates for 48V　VRM ,APEC 2002,PP699~705.