电源技术中的2kW新型推挽正激直流变换器的研制

摘要：介绍了一种新型推挽正激电路的工作原理，对环流过程进行了透彻分析，分析了箝位电容和变压器原边漏感对电路工作的影响。通过仿真和实验对所述理论分析进行了验证。基于此研制出输入电压DC24～32V，输出电压DC120V的2kW直流变换器样机，典型效率为93.2％,表明该电路具有可靠、效率高的特点，适合于低压大电流输入中大功率应用场合。 关键词：推挽；推挽正激；直流变换器引言在低压大电流场合中，推挽电路以其结构简单、磁芯利用率高的优点而得到了广泛应用。但是，传统的推挽电路存在如下几个缺点：1）由于原边漏感的存在,功率管关断时,漏源极产生较大的电压尖峰；2）输入电流纹波的安秒积分大，因而输入滤 在电力电子领域，直流变换器作为一种关键组件，在电源管理、新能源转换、工业自动化及众多其他应用中扮演着至关重要的角色。随着对能效和体积要求的不断提升，对变换器设计提出了更高标准。本文《电源技术中的2kW新型推挽正激直流变换器的研制》深入探讨了新型推挽正激电路在直流变换器设计中的应用，以及其在低压大电流输入环境下的优异表现。 传统推挽电路因其结构简单、磁芯利用率高而广泛应用于各种电源转换场合，尤其是在低压大电流环境下，其优势尤为显著。然而，传统的推挽电路也面临着显著的挑战，尤其是功率管在关断时会出现较大的电压尖峰，这不仅增加了元器件损坏的风险，还可能引起电磁干扰；另外，输入电流纹波大，会增加输入滤波器的容量需求，导致系统体积增大和效率下降。 针对这些问题，本研究提出了一种新型的推挽正激电路设计方案，重点在于引入箝位电容来解决关断时的电压尖峰问题，同时优化电路设计以减小输入电流纹波，从而在保持推挽电路原有优点的同时，极大提升了电路的性能和可靠性。 新型推挽正激电路的工作原理是，通过两个主功率开关管V1和V2以及两个初级绕组Tp1和Tp2的配合，形成回路，利用箝位电容C进行电压钳位。通过模拟和实验验证，新电路在不同的工作模态下均能有效控制电流和电压，确保电路的稳定运行。本电路共设计了8个工作模态，每个模态都与特定的电流和电压分布特征相对应，体现了新电路设计的精确性和高效性。 研究团队通过理论分析、仿真测试和实验验证，成功研制了输入电压DC24～32V、输出电压DC120V，功率达2kW的直流变换器样机。测试结果表明，该变换器的典型效率高达93.2%，这一指标不仅证明了新电路设计的可靠性，而且在效率上也有显著提升。2kW推挽正激直流变换器的成功研制，不仅突破了传统推挽电路的技术限制，还为低压大电流输入环境下的大功率应用场合提供了高性能的解决方案。 从研究的成果来看，2kW新型推挽正激直流变换器能够在保持高效率的同时，有效降低电流纹波，并减少对输入滤波器的要求，从而实现更小体积和更高的功率密度。这为直流变换器的设计和制造提供了新的思路，尤其是在应对日益增长的能效要求和空间限制方面，具有重要的工程应用价值。 这项研究不仅为推挽正激电路的设计和优化提供了新的方法，也推动了直流变换器技术的进步，为未来的电源技术发展提供了宝贵的技术储备。随着能源效率和电子设备性能的不断提高，这种高效、可靠的新型直流变换器必将得到更广泛的应用，对相关产业的升级和优化产生深远影响。