推挽正激变换器工作原理分析与仿真研究文献综述

 2023-08-09 04:08

文献综述(或调研报告):

近几十年来,电力电子变换器广泛应用于可再生能源发电、工业设备/电机驱动、电动汽车/火车、飞机、家用电器、电子镇流器、计算机电源、通信设备电源等领域,随着医疗设备等关键负荷的不断增加,不间断电源在世界范围内的应用越来越广泛,重症监护病房需要高质量的正弦电压的连续供电。但由于采用了工频,不间断电源体积庞大 [1]

在清洁发电系统中,混合式多输入dc-dc变换器有助于从太阳能电池、风力发电机、燃料电池等多输入电源获得受控输出电压。在这种情况下,多输入dc-dc变换器有助于集成各种输入电源,并在其电压电平和/或功率容量不同的情况下获得负载电平的调节输出电压[2]。这要求DC/DC变换器能适应低压大电流、宽范围输入电压工作,并具有较快的动态响应速度[3]

而推挽正激电路具有变压器磁芯双向磁化,箝位电容的加入抑制了变压器的铁心偏磁和开关管两端电压尖峰的优点。由于这些特点,可以满足当下电力电子变换器的广泛应用。电路可以采用电压型控制方案,从而使电路的控制方法比较简单,图1为推挽正激电路基本拓扑[4]

图1 推挽正激电路基本拓扑

整个电路有开关管,两个原边绕组 、,两开关管之间串有箝位电容C,在变压器副边有副边绕组,全桥式整流电路由二极管 以及输出滤波器LC组成。其中、为开关管的寄生反并二极管,、为寄生的结电容[5]。当开关管 导通时,输入电源和原边绕组并联,电容C和并联同时向负载供电。在此期间,该电路相当于两个单端正激电路并联工作,故将此电路拓扑命名为推挽正激变换器电路[6](PPFC)。

然后进行对推挽正激电路的工作模态及推挽正激电路电感电流连续与断续问题的分析[7]

接着进行箝位电容参数分析,主电路的开关管 关断的一瞬间,由于箝位电容的存在为漏感的能量提供了一个释放的环路,从而使开关管 导通,的电压被箝位到2,可以抑制开关管的电压尖峰。变压器的偏磁是由于一个周期内正反两方向伏秒面积不相等造成的。造成偏磁的具体原因见文献[8]。

漏感参数分析: 对于理想的变压器,漏感,无论哪个开关管关断,变压器的绕组电流瞬间变化为环流电流,当开关管开通的时候,变压器原边没有环流过程,原边迅速向副边传递能量[9]。但是在实际中,变压器中都会存在漏感,当开关管开通和关断的时候,副边整流都有一定的环流时间。

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