雙管反激變換器研究分析

摘要：研究了基于峰值電流模式的雙管反激變換器,分析了它的工作原理,說明了它在高壓輸入場合的優點。

關鍵詞：反激變換器；峰值電流控制；雙管反激

0 引言

反激變換電路由于具有拓撲簡單，輸入輸出電氣隔離,升/降壓范圍廣，多路輸出負載自動均衡等優點，而廣泛用于多路輸出機內電源中。在反激變換器中，變壓器起著電感和變壓器的雙重作用，由于變壓器磁芯處于直流偏磁狀態，為防磁飽和要加入氣隙，漏感較大。當功率管關斷時，會產生很高的關斷電壓尖峰，導致開關管的電壓應力大，有可能損壞功率管；導通時，電感電流變化率大。因此在很多情況下，必須在功率管兩端加吸收電路。

雙管反激變換電路，在功率管關斷時，由于變壓器漏感電流流過續流二極管反饋給電源的嵌位作用，而使功率管的電壓應力和輸入電壓相等。可見在高壓輸入場合雙管反激電路有其特有的優點。

1 電路分析

電路圖如圖1所示。在穩態工作條件下，為了簡化分析，假設所有開關器件都是理想的；漏感L_r遠小于勵磁電感L_m；L₂為變壓器副邊等效電感；電路工作在CCM模式。

圖1 雙管反激變換器電路圖

電路共有4個工作模式，工作過程如圖2所示。

圖2 工作波形圖

——模式1[t₀－t₁] 在S₁和S₂開通后的t₀時刻，輸入直流電壓U_in作用于L_r和L_m上，D₁和D₂關斷，漏感電流i_Lr線性上升，則有

i_Lr(t)=iLr(t₀)＋(t－t₀)（1）

D₁和D₂承受反壓為U_in，而D₃承受反壓為U_o＋(N₂/N₁)U_in，i_L2=0，由濾波電容C向負載供電。

在t₁時刻漏感電流i_Lr為

i_Lr（t₁）=i_Lr(t₀)＋(t₁－t₀)（2）

——模式2[t₁－t₂] 在t₁時刻關斷S₁和S₂，由于電感電流不能突變，感應電勢反向，D₁和D₂導通鉗位使S₁和S₂承受正壓為U_in；同時D₃導通，副邊電流i_L2形成。原邊電流i_Lr線性下降，即

i_Lr(t)=i_Lr(t₁)－(t－t₁)（3）

i_L2(t)=（4）

在t₂時刻原邊電流

i_L2(t₂)==0（5）

——模式3[t₂－t₃] 在t₂時刻D₁和D₂中的電流和漏感電流i_Lr下降到0，i_L2達到最大。此后i_L2線性下降，

i_L2(t)=i_L2(t₂)－(t－t₂)（6）