非互补准谐振控制的有源箝位反激变换器
发布时间：2021-12-16 06:46
有源箝位反激拓扑因具有效率高、高频特性好、抗电磁干扰能力强等优点获得了广泛应用。此处提出了一种新颖的控制策略,采用非互补导通模式,以减小箝位管的导通损耗,实现主开关管的零电压开关（ZVS）。同时让变换器工作于临界连续模式,采用准谐振控制模式进一步实现箝位管的谷底开通,优化了变换器的效率。采用过零检测电路实现临界连续模式,并引入峰值电流内环提高变换器的动态响应速度。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(08)北大核心CSCD
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１有源箝位反激拓扑结构??Ｆｉｇ．?１?Ａｃｔｉｖｅ?ｃｌａｍｐｅｄ?ｆｌｙｂａｃｋ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
非互补准谐振控制的有源箝位反激变换器??一个周期后结束。临界连续模式下，一个开关周期??内的主要工作波形如图３所示。其中，为主管??驱动电压，ｒｖ为箝位管驱动电压，Ｌ为激磁电流，??ｉ＆为箝位电容电流乂为次级二极管电流，为??主管的漏源极电压。《５时刻模态５结束，箝位管电??压谐振至谷值，此时开通箝位管，开关损耗最校??为过零检测绕组电压经过电阻的分压，亦高于过??零检测门限电压。当激磁电流过零后，主管电压谐??振到低于输入电压Ｍ时降为零，低于过零检??测门限电压。＾与门限电压比较，输出复位信号，??经过一个延时到达箝位管漏源电压谷底时刻，驱??动箝位管。??⑷模态Ｉ?（ｂ）模态２??（ｃ＞横态３?（ｄ＞摸态４??图４过零检测电路??Ｆｉｇ．?４?Ｚｅｒｏ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ?ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ?ｃｉｒｃｕｉｔ??过零检测信号表达式为：??以?ｄｕｅ，??ｖｄ开通??〇，?ｗ—⑴＜＂ｉ?’??ｖｄ关断??（１）??（２）??控制系统包括输出电压外环和峰值电流内??环。电压外环输出作为电流内环的参考，送入芯片??内部高速模拟比较器１，电流过零信号送入芯片??内部高速模拟比较器２。当检测到初级峰值电流??超过参考时，关断主开关管，实现逐周期限流％??当检测到电流过零信号时，经过一个延时复位??ＰＷＭ时基，实现变频条件下箝位管的谷底开通。??控制框图如图５所示。??图２临界连续模式工作模态??Ｆｉｇ．?２?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?ｃｒｉｔｉｃａｌ?ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｍｏｄｅ??图３主要工作波形??Ｆｉｇ．?３?Ｍａｉｎ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??３过零检测及控
ｔｅｃｔｉｎｇ?ｃｉｒｃｕｉｔ??过零检测信号表达式为：??以?ｄｕｅ，??ｖｄ开通??〇，?ｗ—⑴＜＂ｉ?’??ｖｄ关断??（１）??（２）??控制系统包括输出电压外环和峰值电流内??环。电压外环输出作为电流内环的参考，送入芯片??内部高速模拟比较器１，电流过零信号送入芯片??内部高速模拟比较器２。当检测到初级峰值电流??超过参考时，关断主开关管，实现逐周期限流％??当检测到电流过零信号时，经过一个延时复位??ＰＷＭ时基，实现变频条件下箝位管的谷底开通。??控制框图如图５所示。??图２临界连续模式工作模态??Ｆｉｇ．?２?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?ｃｒｉｔｉｃａｌ?ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｍｏｄｅ??图３主要工作波形??Ｆｉｇ．?３?Ｍａｉｎ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??３过零检测及控制系统原理分析??为使变换器工作在临界连续模式，采用过零??检测辅助电路，见图４，辅助绕组与功率绕组耦合??在同一个变压器中。其中，过零检测三极管Ｖｉ２的??驱动与主管一致。当主管导通时，同名??端为正，过零检测二极管ＶＤＺ截止，过零检测信号??＾即为控制芯片供电电压！＾，此电压高于过零检??测门限电压。当Ｖｍ和Ｖｕ关断时，ＶＤ，开通，七即??高速?ＰＷＭ２｜??比较－器２１?????虚拟Ｉ／Ｏ??图５主电路控制框图??Ｆｉｇ．?５?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ??４仿真和实验验证??有源箝位反激电路参数：Ｍ＝２００￣ｌ?ＯＯＯＶ，ａ＝??１５Ｖ，ｉｍ＝１２２ｆｉＨ，负载为?１８?Ｗ．ＣｊＯＯ?＋Ｆ，变压器??匝比为６：１。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种磁隔离非理想反激变换器的建模与设计[J]. 侯庆会,岳奥飞,汪洋,石健将. 电力电子技术. 2018(11)
博士论文
[1]小功率DC/DC变流器模块标准化若干关键问题研究[D]. 谢小高.浙江大学 2005
硕士论文
[1]适合中小功率的高效隔离型升压变换器研究[D]. 钱彬.南京航空航天大学 2016
[2]基于数字峰值电流控制的PFC电路设计[D]. 李慧.浙江大学 2012
本文编号：3537682
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(08)北大核心CSCD
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１有源箝位反激拓扑结构??Ｆｉｇ．?１?Ａｃｔｉｖｅ?ｃｌａｍｐｅｄ?ｆｌｙｂａｃｋ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
非互补准谐振控制的有源箝位反激变换器??一个周期后结束。临界连续模式下，一个开关周期??内的主要工作波形如图３所示。其中，为主管??驱动电压，ｒｖ为箝位管驱动电压，Ｌ为激磁电流，??ｉ＆为箝位电容电流乂为次级二极管电流，为??主管的漏源极电压。《５时刻模态５结束，箝位管电??压谐振至谷值，此时开通箝位管，开关损耗最校??为过零检测绕组电压经过电阻的分压，亦高于过??零检测门限电压。当激磁电流过零后，主管电压谐??振到低于输入电压Ｍ时降为零，低于过零检??测门限电压。＾与门限电压比较，输出复位信号，??经过一个延时到达箝位管漏源电压谷底时刻，驱??动箝位管。??⑷模态Ｉ?（ｂ）模态２??（ｃ＞横态３?（ｄ＞摸态４??图４过零检测电路??Ｆｉｇ．?４?Ｚｅｒｏ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ?ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ?ｃｉｒｃｕｉｔ??过零检测信号表达式为：??以?ｄｕｅ，??ｖｄ开通??〇，?ｗ—⑴＜＂ｉ?’??ｖｄ关断??（１）??（２）??控制系统包括输出电压外环和峰值电流内??环。电压外环输出作为电流内环的参考，送入芯片??内部高速模拟比较器１，电流过零信号送入芯片??内部高速模拟比较器２。当检测到初级峰值电流??超过参考时，关断主开关管，实现逐周期限流％??当检测到电流过零信号时，经过一个延时复位??ＰＷＭ时基，实现变频条件下箝位管的谷底开通。??控制框图如图５所示。??图２临界连续模式工作模态??Ｆｉｇ．?２?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?ｃｒｉｔｉｃａｌ?ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｍｏｄｅ??图３主要工作波形??Ｆｉｇ．?３?Ｍａｉｎ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??３过零检测及控
ｔｅｃｔｉｎｇ?ｃｉｒｃｕｉｔ??过零检测信号表达式为：??以?ｄｕｅ，??ｖｄ开通??〇，?ｗ—⑴＜＂ｉ?’??ｖｄ关断??（１）??（２）??控制系统包括输出电压外环和峰值电流内??环。电压外环输出作为电流内环的参考，送入芯片??内部高速模拟比较器１，电流过零信号送入芯片??内部高速模拟比较器２。当检测到初级峰值电流??超过参考时，关断主开关管，实现逐周期限流％??当检测到电流过零信号时，经过一个延时复位??ＰＷＭ时基，实现变频条件下箝位管的谷底开通。??控制框图如图５所示。??图２临界连续模式工作模态??Ｆｉｇ．?２?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?ｃｒｉｔｉｃａｌ?ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｍｏｄｅ??图３主要工作波形??Ｆｉｇ．?３?Ｍａｉｎ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??３过零检测及控制系统原理分析??为使变换器工作在临界连续模式，采用过零??检测辅助电路，见图４，辅助绕组与功率绕组耦合??在同一个变压器中。其中，过零检测三极管Ｖｉ２的??驱动与主管一致。当主管导通时，同名??端为正，过零检测二极管ＶＤＺ截止，过零检测信号??＾即为控制芯片供电电压！＾，此电压高于过零检??测门限电压。当Ｖｍ和Ｖｕ关断时，ＶＤ，开通，七即??高速?ＰＷＭ２｜??比较－器２１?????虚拟Ｉ／Ｏ??图５主电路控制框图??Ｆｉｇ．?５?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ??４仿真和实验验证??有源箝位反激电路参数：Ｍ＝２００￣ｌ?ＯＯＯＶ，ａ＝??１５Ｖ，ｉｍ＝１２２ｆｉＨ，负载为?１８?Ｗ．ＣｊＯＯ?＋Ｆ，变压器??匝比为６：１。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种磁隔离非理想反激变换器的建模与设计[J]. 侯庆会,岳奥飞,汪洋,石健将. 电力电子技术. 2018(11)
博士论文
[1]小功率DC/DC变流器模块标准化若干关键问题研究[D]. 谢小高.浙江大学 2005
硕士论文
[1]适合中小功率的高效隔离型升压变换器研究[D]. 钱彬.南京航空航天大学 2016
[2]基于数字峰值电流控制的PFC电路设计[D]. 李慧.浙江大学 2012
本文编号：3537682
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