新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及一种交错反激式变换器，属于电力电子变换技术。

背景技术

当前，开关电源因小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于工业控制、军工设备、服务器电源、LED照明、通讯设备等领域，已成为当今电子信息产业飞速发展不可或缺的一种供电方式。其中，对于中小功率场合，尤其是针对低输入电压、宽输入电压范围和高效率应用场合，例如通信电源系统、数据中心供电系统以及小型电动汽车电源系统，反激式变换器因简单可靠而得以广泛应用。图1所示的传统有源箝位交错反激式直流变换器工作在对称模式，A、B相变换器的输入电压均为输入电源电压，变换器的升压能力有限，在低压大电流场合时，变压器原边绕组导通损耗大且变压器原边匝数多带来的变压器漏感大这一问题，导致了漏感能量损耗大以及储能开关电压应力高，现有的有源箝位交错反激式直流变换器难以满足宽输入电压范围、低电压大电流场合时开关电源对高效率变换和高功率密度的要求。

因此，积极寻求一种具有更高效率、更强升压能力的有源箝位交错反激式直流变换器迫在眉睫，对于减少中小功率、低电压大电流开关电源系统的功耗和成本、提高输入电压范围具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高电压增益、宽输入电压范围、低原边导通损耗、低漏感损耗、常规输入电压下最高效率等优点的有源箝位交错不对称反激式直流变换器，如图2所示，本发明所提供的直流变换器，能够适用于低电压大电流的中小功率场合，极大地优化了交错反激式变换器的特性。

本发明所采用的技术方案是：通过交换一相反激式变换器的变压器支路和有源箝位支路，增加其等效输入电压进而提高了变换器的升压能力，在保证电压增益不变时，可减小储能式变压器原边绕组匝数，进而减小变压器漏感及变压器原边电阻，降低了变压器原边损耗，提高变换器效率。此外，变压器副边功率开关采用同步整流，有效降低副边导通损耗，实现了该变换器的高效变换。

本发明技术方案为一种有源箝位交错不对称反激式直流变换器，该变换器是由输入直流电源、输入滤波电路、两相交错不对称反激式斩波电路、输出滤波电路依序级联构成。其中，两相交错不对称反激式斩波电路由A相反激式斩波电路B相反激式斩波电路并联构成。所述的A相反激式斩波电路由A相主开关管(Q

具体方法为：一种新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器，由输入直流电源、输入滤波电路、两相交错不对称反激式斩波电路、输出滤波电路构成主电路；两相反激式变换器主开关管交错导通且相位差为180°，每相反激变换器的主开关管和箝位开关管互补导通，副边整流开关管同步整流。当A相主开关管Q

控制方式为：一种新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器，一相相变换器采用电压环路恒压输出控制，两相变换器采用主从均流法进行均流控制，控制方式如图3所示。

所述新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器通过交换一相反激式变换器的变压器支路和有源箝位支路，将该相反激式变换器的输入电压由电源电压V

充分考虑电路在实际工作状态下的特性，通过对变压器原副边匝比、励磁电感量以及漏感量进行了详细分析，对电路一个稳态周期内的开关状态和电路参数进行详细说明，实现所述变换器适应宽输入电压范围以及低电压大电流的中小功率场合，具有高效率和高功率密度特性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与传统交错反激式直流变换器相比，本发明具有更高的等效输入电压。

与传统交错反激式直流变换器相比，本发明具有更高的电压传输增益，同等条件下，变压器匝数减小，从而原边绕组电阻减小，漏感减小，进而原边导通损耗和漏感损耗显著降低。

与传统交错反激式直流变换器相比，本发明在额定状态下，具有更高的效率。

与传统交错反激式直流变换器相比，本发明的变换器副边采用同步整流方式，副边损耗显著降低。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为传统有源箝位交错反激式直流变换器的电路拓扑。

图2为新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器电路拓扑。

图3为新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器控制框图。

图4、图5为新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器工作波形图。

图6、图7为新颖的有源箝位交错不对称反激式直流变换器工作模态图。

具体实施方式

下面通过具体实例结合附图对本发明做进一步详细的描述。

如图4、图5、图6、图7所示，当电路工作在CCM模式时有四个模态。

模态1：工作模态1对应图4、图5、图6、图7中a图，在此阶段，对于(D

模态2：工作模态2对应图4、图5、图6、图7中b图，在此阶段，对于(D

模态3：工作模态3对应图4、图5、图6、图7中c图，在此阶段，对于(D

模态4：工作模态4对应图4、图5、图6、图7中d图，在此阶段，对于(D