基于多周期离散迭代模型的移相全桥倍流同步整流变换器及其稳定性分析

2021-07-31霍陆昱陈怡霖杜海忠章治国

电气工程学报 2021年2期

霍陆昱陈怡霖杜海忠章治国

(1. 重庆理工大学电气与电子工程学院重庆 400054； 2. 河南天通电力有限公司平顶山 467000)

1 引言

移相全桥变换器(Phase-shifted full bridge，PSFB)以其开关管电压应力低、电气隔离易实现、结构简单等特点广泛应用在中小砖型DC/DC模块中。通过原边谐振电感(包括变压器漏感)与开关管结电容的谐振，可以实现原边开关管零电压开通，通过简单的拓扑结构并采用移相控制方式就可以完成高效率、高功率密度的DC/DC能量变换。同时，副边结合双电感的倍流整流方式，双电感电流纹波对消，电流均分，输出频率翻倍，使得输出电压纹波减少，滤波器体积变小，且在一定程度上也使得线阻减小，更好地实现热功率的分布，有利于效率的提高[1-6]。

针对中小功率移相全桥变换器，副边主要有两种整流方式：全桥整流与全波整流。在全桥整流中的两组桥臂替换一组上管或下管为电感，即得到新的倍流整流结构，如图1a所示；在全波整流中进行星形到三角形等效替换，也可得到新的倍流整流结构，如图1b所示。相比于传统的两种整流方式，倍流整流每次只有一个二极管导通，且输出电感只分担一半的输出电流，但其电压增益只有全桥整流和中心抽头结构的一半，故更加适合低压大电流环境[7]。同时本变换器将二极管替换为开关管，采用同步控制策略，避免整流管导通压降带来的损耗[8]。