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SPWM控制的交叉反激变换器设计

2012-09-20夏德印陈国定张海亮

电气自动化 2012年5期
关键词:控制策略变压器设计

夏德印,陈国定,张海亮

(浙江工业大学 信息工程学院,浙江 杭州 310023)

0 引 言

反激变换器具有拓扑简单、可靠性高、高频隔离等优点,广泛应用在中小功率场合和辅助电源领域[1],其拓扑结构随着电子技术的发展不断衍化,如单端反激变换器、交叉反激变换器等。

交叉反激变换器较单端反激式具有很多优点:输出量纹波小、容量可扩展、单支路输出功率降低、散热性好等特点,可解决单端反激变换器纹波脉动大、开关管电压应力大的缺点。

采用SPWM波控制交叉反激变换器,可提高变换器的响应速度、提高稳定性、减小输出电流中的高次谐波成分等[2],在电力电子技术中应用广泛,结果证实所设电路较好的整体性能及设计的合理性。

1 电路拓扑及分析

1.1 电路拓扑

设计的SPWM控制的交叉反激变换器电路拓扑如图1所示,其由DC/DC电路、LC滤波电路组成。其中,L1、L2分别为变压器T1一、二次侧绕组电感,N1、N2分别是变压器一、二次绕组匝数,n=N2/N1,T2与 T1参数一致;L5、C1分别是滤波电感、电容。

1.2 电路分析

1.2.1 工作原理

以T1为例介绍反激变换器[3]工作原理:当开关管S1导通时,分析T1同名端知副边电压极性,此时D截止,变压器T1存储能量,则T1原边相当于电感,流过其电流线性上升至最大值I1,T1存储的能量为:E1=L1I21/2;开 关 管 S1关断时,T1副边电压极性突变,D1导通,T1存储的能量传输出去,此时,开关管关断瞬间次级电流I′1=I1/n。

反激变换器的原边电感电压表达式为:

图1 交叉反激变换器拓扑

理想情况下由磁通原理可得变压器副边输出电压表达

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