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 《电源技术中的2kW新型推挽正激直流变换器的研制》 本文主要探讨了一种新型的推挽正激直流变换器的设计与实现，针对传统推挽电路的不足进行了改良，以适应低压大电流环境下的大功率应用需求。推挽电路因其结构简洁和磁芯利用率高而在电源技术中广泛使用，但传统设计存在功率管关断时电压尖峰问题以及输入电流纹波大的挑战。 新型推挽正激电路的核心改进在于引入了箝位电容，有效地解决了上述两个问题。箝位电容能够限制功率管关断时的电压尖峰，保护元器件免受损害；同时，通过优化设计，减小了输入电流纹波，从而降低了对输入滤波器的容量需求，使得整体系统更加紧凑高效。 在理论分析基础上，设计并制作了一台输入电压范围为DC24～32V，输出电压为DC120V，功率达2kW的直流变换器样机。通过仿真和实际测试，该变换器的典型效率高达93.2%，显示出极高的性能指标，证明了新型电路设计的可靠性与效率。 电路工作原理方面，推挽正激电路采用两个主功率开关管V1和V2，配合两个初级绕组Tp1和Tp2，形成一个回路，并通过箝位电容C进行电压钳位。在不同的工作模态下，电容C与变压器原边漏感共同作用，调节电压和电流的流动，确保电路稳定运行。电路共分为8个工作模态，包括环流工作模态、励磁电流分担模态、反并二极管导通模态以及漏感平均电流模态等，每个模态都有其独特的电流和电压分布特点。 通过对各个模态的详细分析，文章揭示了新型电路如何有效地控制环流，减少电压冲击，以及优化输入电流纹波的过程。这些分析提供了深入理解新型推挽正激直流变换器工作机理的基础，并为类似电路设计提供了参考。 总结来说，这项研究成功地研发了一种适用于低压大电流环境的2kW推挽正激直流变换器，通过创新设计克服了传统推挽电路的局限性，提高了效率，增强了系统的稳定性和可靠性，对于电源技术领域的发展具有积极的推动作用。