十博入口|为隔离式DC-DC转换器选择适合的拓扑

本文摘要:当比较隔离的DC-DC功率转换器的性能时,功率和密度仍然是最重要的性能指标。

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这使得歧管结构非常简单并且成本极低。作为单端歧管,反激式歧管的缺点是变压器使用条件差。因为输出和输入纹波电流非常高,所以输出和输入端需要额外的电容。

正向和有源箝位正向电流通常用作中等功率应用。由于频率容差和单端流形,带正向流形的变压器在一定程度上受到限制。有源箝位正激变压器在稳态时应工作在两个象限,但在启动和瞬态条件下,其峰值通量可能超过最小值。为了取消变压器,仅次于正向歧管和有源箝位正向电流的频率将受到限制。

剩下的三种流形结构:推挽式、半桥式和全桥式都是真正的双端流形结构,所以在BH曲线的两个象限再次发生功率传输,需要特殊设置才能取消变压器。由于变压器铁芯可以充分利用,双端流形结构是应用最低功率密度的最佳自由选择。双端歧管的另一个优点是它具有更大的频率范围,可以进一步优化变压器性能。

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双端歧管的每一端可以工作在频率旁边的频率的大约50%,这意味着输入滤波电感器有效地类似于频率旁边的100%。设计并优化变压器的匝数比,尽可能提高有效频率,可以大大降低变压器的均方根电流,增加输入滤波器的尺寸。图1右侧为推拉式歧管结构。为简单起见,该图与D1和D2二极管相匹配,但大多数现代高效功率转换器用于实时MOSFET作为次级整流器。

推挽式歧管的主要优点是为双端结构,缺点是一次电源在重开状态下产生的峰值电压极高,是输出电压的两倍以上。图1:推拉式歧管结构。图2是右边的半桥流形结构。

半桥是一种两端流形结构。与推挽式相比,半桥流形的优点是一次电源电压的变形量与半桥的输出电压一样大。另一个优点是只有一个初级绕组,更好地利用了变压器铁芯窗口。半桥歧管仅与电压模式控制兼容。

当用于电流模式控制或工作在废弃循环限流状态时,不能保证C1和C2之间的中点。Vin电压均衡。半桥流形加入有源中点均衡电路可以通过电流模式控制,但是这个电路非常复杂。

图2:半桥歧管结构。

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