1中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人

Size: px

Start display at page:

Download "1中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人"

潮逄
5 years ago
Views:

1 204 年 4 月电工技术学报 l.29 N. 4 第 29 卷第 4 期 TRANSACTONS OF CHNA ELECTROTECHNCAL SOCETY Apr. 204 有源钳位正激二次侧谐振 PWM Buck-Bst 型变换器曹太强王军孙章罗谦 (. 西华大学电气信息学院成都中国民用航空总局民第二研究所成都 6004) 2 摘要针对传统有源钳位正激 (ACF) 变换器存在输出二极管反向恢复损耗, 以及轻载时不能实现软开关的问题, 提出了 ACF 二次侧谐振 (SSR)PWM(ACF-SSR-PWM)Buck-Bst 型变换器, 分析了 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器的工作模式及其稳态特性分析结果表明 : ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器可以在全负载范围内实现主开关管辅助开关管的零电压开通 (ZS) 和输出二极管的零电流关断 (ZCS), 其电压传输比与负载开关频率和占空比无关, 呈现出 DC-DC 变压器 (DCX) 的工作特性与二次侧谐振 ACF 变换器相比,ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器减小了辅助开关管的电流应力和主开关管的关断电流最后, 搭建了一台 200 输入 50/.6A 输出的实验装置, 验证了理论分析的正确性关键词 : 有源钳位正激变换器谐振变换器 PWM 变换器软开关技术 DC-DC 变压器中图分类号 :TN86; TM463 Active Clamp Frward Secndary Side Resnant Buck-Bst PWM Cnverter Ca Taiqiang Wang Jun Sun Zhang Lu Qian 2 Abstract (. Xihua University Chengdu China 2. The Secnd Research nstitute f CAAC Chengdu 6004 China) Due t the reverse recvery lss f utput dide and the difficulty t satisfy sft switching cnditin f traditinal active-clamp frward (ACF) cnverter under light lad cnditin, a secndary side resnant (SSR) PWM ACF cnverter is prpsed in this paper. ts peratin mdes and steady state characteristics are analyzed. The analysis results shw that ACF-RPWM Buck-Bst-type cnverter exhibits the characteristics f DC-DC transfrmer (DCX) with its DC vltage cnversin rati independent f lad, switching frequency and duty ratis. The prpsed ACF-SSR-PWM Buck-Bst-type cnverter can realize zer-vltage turn-n switching (ZS) f switches in the full lad range and zer-current turn-ff switching (ZCS) f the dide. Cmpared with traditinal secndary resnant ACF cnverter, ACF-SSR-PWM Buck-Bst type cnverter has reduced switch current stress and turn-ff current f the main switch. Finally, a 200 input, 50/.6A utput experimental prttype is established t verify the crrectness f the theretical analysis. Keywrds:Active clamp frward cnverter, resnant cnverter, PWM cnverter, sft-switching technique, DC-DC transfrmer 四川省科技厅应用基础研究项目 (202JY020/ ) 四川省科技厅支撑项目 (203GZ030) 四川省重大技术装备创新研制项目( 川财建 [203]53 号 ) 四川省教育厅重点项目(ZA003/209435) 四川省高校重点实验室项目( 太阳能技术集成及应用推广 ) 四川省教育厅成果培育项目基金 (2ZZ007) 西华大学重点科研促基金(Z20940) 资助收稿日期改稿日期

2 第 29 卷第 4 期曹太强等有源钳位正激二次侧谐振 PWM Buck-Bst 型变换器引言开关变换器的软开关技术可以实现开关管的零电压开通或零电流关断, 以减小开关损耗, 提高变换器的效率和功率密度 [], 已经越来越受到学术界的关注有源钳位技术实现了主开关管和辅助开关管的软开关, 受到研究者的广泛青睐 [2-] 正激变换器电路结构简单成本较低, 广泛应用于中小功率场合 [6-3] 但是, 由于变压器漏感能量的存在, 导致开关管两端存在电压尖峰, 此外, 需要对正激变换器的变压器磁心进行复位 [9-] 将有源钳位技术引入正激变换器, 有效地吸收了变压器漏感能量, 实现了正激变换器的零电压开关和磁心复位, 提高了效率但在轻载条件下, 不能实现主开关管的 ZS 开通, 变换器轻载效率较低文献 [] 在 ACF 变换器的辅助开关管两端增加了谐振电感和谐振电容组成的串联支路, 加快了主开关管的结电容放电速度, 并拓宽了实现主开关管 ZS 开通的条件, 更容易实现全负载范围的软开关但该变换器增加了变换器的复杂度, 且仍然存在变换器二次侧输出二极管的反向恢复损耗为了实现正激变换器二次侧输出二极管的零电流关断, 文献 [4-7] 提出了变压器二次侧谐振技术, 通过谐振支路实现了二次侧输出二极管的 ZCS, 通过有源钳位实现了开关管的 ZS, 提高了正激变换器的效率, 但是谐振技术增加了开关器件的电流应力由文献 [7] 分析可知, 为了实现主开关管的 ZS, 二次侧谐振 ACF 变换器的励磁电感电流必须存在小于零的时间段, 导致功率增大时, 励磁电感电流纹波增大, 进一步增加了开关器件的电流应力, 限制了变换器在实际中的应用范围文献 [8] 提出了一种降压型谐振 PWM 变换器, 在开关管导通时, 变换器工作于 PWM 模式 ; 开关管关断时, 变换器工作于谐振模式, 有效地降低了谐振技术带来的开关管电流应力较高的问题本文提出了如图所示的 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器, 详细分析了变换器的工作模式及稳态特性, 给出了变换器软开关的实现条件分析结果表明 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器呈现出 DCX 变换器的增益特性, 且在全负载范围内实现了开关管的 ZS 开通和二极管的 ZCS 关断最后, 搭建了一台 200 输入 50/.6A 输出的实验装置, 验证了理论分析的正确性图 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器 Fig. ACF-SSR-PWM Buck-Bst-type Cnverter 2 工作模式分析为了简化 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器的分析, 做如下假设 : () 开关管 S 和 S 2 的驱动脉冲互补, 且有一定的死区时间, 开关管 S 的占空比为 D 除反并联二极管与输出电容外, 开关管 S 和 S 2 是理想的 (2) 变压器模型由 n: 的理想变压器励磁电感 L m 一次侧漏感 L lkp 和二次侧漏感 L lks 组成, 其中 L lkp =n 2 L lks ; 励磁电感 L m 远大于一次侧漏感 L lkp ; 输出电感 L 远大于二次侧漏感 L lks ; 二次侧漏感 L lks 作为变换器的谐振电感 (3) 输出电容 C 足够大, 可以认为输出电压恒定不变 ; 钳位电容 C c 上的电压恒定 ; 谐振电容 C r 远小于输出电容 C (4) 变换器工作于稳态时, 在一个开关周期内变换器中电感满足伏秒平衡, 电容满足电荷平衡, 因此, 由输出电感 L 变压器二次侧和谐振支路(L lks 和 C r ) 组成的回路可以得知, 在一个开关周期内谐振电容电压的平均值为零, 即 =0; 由二次侧输出二极管 D 谐振电容 C r 和输出电感 L 构成的节点, 以及由输出二极管 D 输出电容 C 和负载 R 构成的节点可知, 在一个开关周期内输出电感电流的平均值等于负载电流的平均值, 即 = 在一个开关周期内, 变换器存在如图 2 所示的 7 个工作模态, 变换器的主要波形如图 3 所示在开关周期开始时刻, 一次电流 i p 为负, 电流 i p 的参考方向如图所示, 输出电感电流 i 与谐振电感电流 i s 满足 i (t 0 )= i s (t 0 )

3 2 电工技术学报 204 年 4 月图 3 变换器的关键波形 Fig.3 Key wavefrms f the cnverter 模态 [t 0 ~t ]:t 0 时刻, 一次电流 i p 为负值, 开关管 S 的反并联二极管导通, 为 i p 提供流通路径, 励磁电感电流 i m 线性上升为了提供输出电感电流 i 的流通路径, 变压器二次侧输出二极管 D 导通, 输出电感两端的电压为, 输出电感电流 i 线性下降 i ( t) i ( t ) ( t t ) () 0 0 变压器二次侧谐振支路满足电路方程 d is ( t) in Llks v () t (2) dt n d v ( t) is() t (3) dt 求解上述电路方程得 i ( t) i ( t )cs[ ( t t )] s s 0 r 0 ( in / n ) v ( t0) sin[ r ( t t0 )] Zr v ( t) ( / n ) Z i ( t )sin ( t t ) in r s 0 r 0 (4) ( / n ) v ( t )]cs[ ( t t ) (5) in 0 r 0 Fig.2 图 2 变换器工作模态的等效电路 Operatinal mdes f the prpsed cnverter 式中, 谐振角频率 ω r = / LksC r ; 特征阻抗 Z r = Lks / C r

4 第 29 卷第 4 期曹太强等有源钳位正激二次侧谐振 PWM Buck-Bst 型变换器 3 励磁电感电流为 i ( t) i ( t ) ( t t ) (6) in m m 0 0 Lm 变压器一次电流等于励磁电感电流与理想变压器折算到一次电流之和, 即 is () t ip( t) im( t) (7) n 流过输出二极管的电流为 i ( t) i ( t) i ( t) (8) D s 模态 2[t ~t 2 ]: 模态时开关管 S 的反并联二极管的导通, 保证了开关管 S 的零电压开通 t 时刻, 变压器一次电流 i p 上升到零, 开关管 S 导通励磁电感电流 i m 继续线性上升 ; 变压器二次侧输出二极管 D 继续导通, 输出电感电流 i 线性下降该模式的电路方程与模式的电路方程相同模态 3[t 2 ~t 3 ]:t 2 时刻, 输出电感电流 i 与谐振电感电流 i s 满足 i (t 2 )= i s (t 2 ), 二次侧输出二极管 D 电流为零, 实现零电流关断变压器二次侧输出电感 L 与二次侧漏感 L lks 和谐振电容 C r 串联, 由于输出电感输出纹波电流较小, 可以认为谐振电容 C r 以输出电感电流放电, 而由于 =, 则 v ( t) v ( t ) ( t t ) (9) 2 2 模态 4[t 3 ~t 4 ]:t 3 时刻, 开关管 S 关断, 一次电流 i p 对开关管 S 的输出电容充电, 由于开关管输出电容较小, 充电电流较大, 此阶段工作时间极短, 可以认为输出电感电流 i 和励磁电感电流 i m 保持不变模态 5[t 4 ~t 5 ]:t 4 时刻, 开关管 S 的输出电容电压充电到 in + c, 开关管 S 2 的反并联二极管导通, 为开关管 S 2 的零电压开通创造了条件在此阶段, 钳位电容 C c 上的电压加到变压器一次侧,i m 线性下降变压器二次侧电路与模态 3 分析类似, 可得 v ( t) v ( t ) ( t t ) (0) 4 2 模态 6[t 5 ~t 6 ]: 模态 5 中开关管 S 2 的反并联二极管的导通, 保证了开关管 S 2 的零电压开通 t 5 时刻, 变压器一次电流 i p 下降到零, 开关管 S 2 开通输出电感电流 i 继续线性上升该模式的电路方程与模式 5 的电路方程相同模态 7[t 6 ~t 7 ]:t 6 时刻, 开关管 S 2 关断, 一次电流 i p 对开关管 S 2 的输出电容充电当开关管 S 2 的输出电容电压充电到 in + c 时, 开关管 S 的反并联二极管导通, 开始下一个开关周期 3 稳态特性分析由前面的工作模态分析可知, 模态 4 和模态 7 的工作时间极短, 在进行稳态特性分析时, 可以忽略死区时间和占空比丢失对变换器工作特性的影响根据励磁电感 L m 伏秒平衡, 可得 DT ( D) T 0 () in s c s 由式 () 可以得到钳位电容 C c 上的电压为 D c in (2) D 下面将分析变换器的输入输出电压增益特性由于 t 2 时刻输出电感电流 i 与谐振电感电流 i s 满足 i (t 2 )= i s (t 2 ), 由模态和模态 2 的分析可知 ( n ) v ( t ) i ( t ) i ( t )cs( t ) sin( t ) in 0 s 2 s 0 r 20 r 20 Zr,max t20 v ( t ) ( n ) Z i ( t )sin( t ) 2 in r s 0 r 20 in 0 r 20 (3) ( n ) v ( t ) cs( t ) (4) 式中, t 20 =t 2 t 0 将初始值条件 i s (t 0 )= i (t 0 )=,max,,max 为输出电感电流的最大值, 代入式 (3) 和式 (4), 整理可得 ( n ) v ( t ) sin( t ) in 0 r 20 Z t Z t r,max cs( r 20 ) r,max 20 ( n ) v ( t ) cs( t ) in 0 r 20 r,max r 20 in 2 (5) Z sin( t ) ( n ) v ( t ) (6) 将式 (5) 和式 (6) 等式两端平方相加, 得 2 2 ( n ) v ( t ) ( Z ) in 0 r,max ( n ) v ( t ) Z t 2 in 2 r,max 20 (7) 整理可得 2

5 4 电工技术学报 204 年 4 月 Z Z r r t20 2Zr,max t20 = ( v ( t ) v ( t )) 2( n ) ( v ( t ) v ( t )) 0 2 in 0 2 (8) 在 [t 2,t 7 ] 时间段内, 由工作模态的分析和图 3 中的主要波形可知, 谐振电容电压满足可得 v ( t ) v ( t ) ( t t ) v ( t ) (9) v ( t ) v ( t ) ( T t ) (20) 2 0 s 20 在一个开关周期内, 输出电感 L 满足伏秒平衡在 [t 2,t 7 ] 时间段内, 输出电感 L 与二次侧漏感 L lks 串联, 输出电感 L 远大于二次侧漏感 L lks, 可以忽略 L lks 上的电压, 且输出电感 L 的电流纹波较小, 可以认为谐振电容 C r 以电流放电, 则在 [t 2,t 7 ] 时间段内, 谐振电容电压 v 的积分可近似为算术平均值, 在一个开关周期内, 对输出电感两端电压积分可得 Ts t2 t4 in 0 t0 t2 整理可得 v ( t)d t ( )d t ( n v ( t))dt t7 t4 ( n v ( t))dt c v ( t2) v ( t0) t20 ( Ts t20 ) 2 n( DT t ) n( D) T in s 20 c s 0 (2) 2 t20 ( in n) v ( t2) v ( t0) T t s 20 (22) 输出电流纹波 i =20% 时, 不同电路参数情况下变换器随的增益曲线由图 4 可知, 随着负载的减轻, 变换器增益略微下降, 但变换器增益变化幅度不大, 可以认为变换器具有 DC-DC 变压器 (DCX) [9] 的工作特性 : 增益与负载无关 ; 由图 5 可知, D 变化时, 变换器同样保持 DCX 的增益特性 ; 由图 6 可知, 电感系数 K L 对变换器增益特性的影响较大, 当 K 值较小时, 变换器将失去 DCX 的增益特性图 4 负载变化时的增益曲线 ( D=0, K L =600) Fig.4 Curves f transfer rati with( D=0, K L =600) 图 5 D 变化的的增益曲线 (K R =, K L =600) Fig.5 Curves f transfer rati with(k R =, K L =600) 因为,max = + i =(+m%), i 为输出电感的纹波电流, 将式 (20) 式 (22) 代入式 (8), 整理可得 in (23) n D D D D ( m%) KL KR 式中,K L =L /L lks,k R = 2L /RT s,r 为负载电阻, D 为谐振支路带来的占空比丢失, 其值为 D= D t 20 /T s 图 4 图 5 和图 6 所示为变压器电压比 n=4 图 6 K 值变化时的增益曲线 ( D=0, K R =) Fig.6 Curves f transfer rati with ( D=0, K R =)

6 第 29 卷第 4 期曹太强等有源钳位正激二次侧谐振 PWM Buck-Bst 型变换器 5 综上所述, 在 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器的电感系数足够大的情况下, 均呈现出 DCX 的增益特性, 其电压传输比与负载开关频率和占空比无关 4 工作特性分析 4. 二次侧二极管电压应力及软开关条件由第 2 节中变换器工作模态的分析可知, 开关周期内谐振电容电压的平均值为零, 即 =0, 且在主开关管 S 关断阶段, 变压器一次侧励磁电感电压被钳位在电容电压 c, 又因为二次侧漏感 L lks 远小于输出滤波电感 L, 故二次侧输出二极管 D 承受的电压应力为 + c /n 变换器稳态工作时, 二次侧输出二极管 D 的电流平均值等于输出电流平均值, 即 (24) D.avg 流过二极管 D 的电流 i D 在 [t 0 ~t 2 ] 阶段向负载传递了能量, 故可得式中,f r 为谐振频率 (f r = ω r /2π), D r = T r /T s,,min 为输出电感电流的最小值选取开关周期 T s 为基准量, 归一化参数量 D t20 = t 20 /T s 由前面的分析可知, 变换器呈现出 DCX 的增益特性, 可认为 / in =/n; 考虑变换器效率为, 即 in d = ; 输出电感较大, 可认为,min /,max 并把式(27) 等式左边表示成以 t 20 为自变量的函数, 即存在 2π D 2π f ( Dt 20) cs Dt 20 p sin Dt 20 Dr Dr Dr (28) 图 7 所示为占空比 D=0.5 时, 不同 D r 取值的函数 f (D t20 ) 的曲线, 方程 f (D t20 ) =0 的解即为满足式 (27) 的 D t20 值取 f(d t20 ) 经过半波后与横轴的交点为 D t20 的值由图 7 可知, t 20 的值随着 D r 的增大而增大, 但要实现二极管的 ZCS, 需要满足 D t20 <D sin ( t t )dt (25) t2 D, peak r 0 T t s 0 值为由 t 2 t 0 DT s, 解得流过二极管 D 的电流峰 D.peak T sr (26) cs( DT ) 由图 3 的关键波形可知, 谐振频率 f r = / (2π Lks C r ) 过大, 二次侧输出二极管 D 不能实现零电流关断 (ZCS), 继而增加了输出二极管的反向恢复损耗 ; 谐振频率 f r 过小, 流过二次侧二极管 D 的电流应力增大, 二极管的电流有效值增加, 从而增加了开关器件的导通损耗因此, 在设计变换器时折中选择半个谐振周期 (T r =/f r ) 略小于导通时间 DT s, 既需要获得二次侧二极管的零电流关断, 又减小导通损耗, 从而提高变换器的效率而且, 由图 2 所示变换器的工作模式及图 3 所示的工作波形可知, 实现输出二极管软开关的条件是在开关管 S 关断之前, 输出电感电流 i 与谐振电感电流 i s 满足 i (t 2 )= i s (t 2 ) 将式 (20) 式 (22) 代入式 (3), 可得实现二极管软开关的条件为 n π d D,min cs(2π frt20 ) sin(2π frt20 ) 0,max Dr,max t20 DTs (27) r s 图 7 D t20 f (D t20 ) 函数曲线 Fig.7 Curves f functin f (D t20 ) 4.2 一次侧开关管电压应力及软开关条件与传统有源钳位正激变换器拓扑一样, 主开关管 S 和辅助开关管 S 2 的电压应力均为 in + c 由前面的工作模态分析可知, 实现开关管 S S 2 的软开关条件是在开关管关断期间, 开关管的体二极管导通, 即流过开关管支路的电流 i S i S2 小于零由变换器电路分析可知, 在一个开关周期内, 输入电流 i d 的平均值等于变压器一次电流 i p 的平均值, 也等于流过开关管支路的电流 i S 的平均值, 同时等于励磁电流 i m 的平均值, 即有式中 d p m S (29) 因此, 实现开关管 S S 2 的 ZS 的条件分别为 i ( m im) <0 (30) n i ( m im) <0 (3) n

i s 的实验波形由图 8a 和图 8b 可知, 在满载条件下 ACF-SSR- PWM Buck-Bst 型变换器的主开关管 S 和辅助开关管 S 2 均实现了零电压开通, 同时在 0% 负载下开关管 S S 2 保持了零电压开通特性由图 9a 为变换器的二次侧关键实验波形, 图 9b 为二次侧输出二极管的电压电流波形由图 9b 可知, 二次侧输出二极管 D 实现了 ZCS 图 0

7 6 电工技术学报 204 年 4 月 indts im (32) 2L m DTs i (33) 2L 将式 (32) 和式 (33) 代入式 (30) 和式 (3), 可得 d < in DT s 2 n 2 nl L m (34) (a) 满载时开关管 S (b) 满载时开关管 S 2 当变换器的效率 η=00%, 即 = in in 时, 将式 ( 23) 代入式 (34) 可知在全负载范围内, 式 (34) 均成立, 即实现 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器的软开关条件与负载无关 5 实验验证为了验证理论分析的正确性, 设计并制作了一个 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器实验电路, 变换器主要参数见下表图 8 和图 9 分别为开关管 S S 2 的电压电流实验波形和二次侧主要波形, 图 0 为谐振电容电压 v 和谐振电感电流 i s 的实验波形由图 8a 和图 8b 可知, 在满载条件下 ACF-SSR- PWM Buck-Bst 型变换器的主开关管 S 和辅助开关管 S 2 均实现了零电压开通, 同时在 0% 负载下开关管 S S 2 保持了零电压开通特性由图 9a 为变换器的二次侧关键实验波形, 图 9b 为二次侧输出二极管的电压电流波形由图 9b 可知, 二次侧输出二极管 D 实现了 ZCS 图 0 为谐振电压的实验波表变换器的参数 Tab. Parameters f cnverter (c)0% 负载时开关管 S (d)0% 负载时开关管 S 2 图 8 开关管 S S 2 的电压电流实验波形 Fig.8 Drain vltage and switch current fr S and S 2 (a) 变换器二次侧关键波形 (b) 二极管 D 电压电流波形图 9 满载下变换器二次侧主要实验波形 Fig.9 Experimental results f secndary f cnverter 参数数值输入电压 in/ 200 输出电压 / 50 输出功率 P /W 80 变压器电压比 n 4 励磁电感 L m/h 40 变压器二次漏感 L lks/h 0.5 谐振频率 f r/khz 3 开关频率 f s/khz 50 谐振占空比 D r 0.44 谐振电容 C r/f 3.3 钳位电容 C c/f 输出滤波电感 L /H 300 输出滤波电容 C /F 470 图 0 满载下谐振电容电压和谐振电感电流的实验波形 Fig.0 Experimental results f resnant capacitive vltage and resnant inductive current 形, 由图 0 可知, 谐振电容电压的周期平均值为零, 与理论分析一致图为变换器的效率曲线, 从该图可以看出, 在 75% 负载时, 变换器获得最大效率 95.2% 图 2 为输出电压随负载的变化曲线, 可以看出, 变换器实现了 DC-DC 变压器的特性

8 第 29 卷第 4 期曹太强等有源钳位正激二次侧谐振 PWM Buck-Bst 型变换器 7 6 结论图效率曲线 Fig. Curves f efficiency 图 2 输出电压随负载的变化曲线 Fig.2 Output vltage under variatin f lad 本文研究了有源钳位正激二次侧谐振 PWM (ACF-SSR-PWM)Buck-Bst 型开关变换器, 详细分析了 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器的工作模式稳态特性以及软开关实现条件分析结果表明,ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器呈现出 DC-DC 变压器的增益特性, 其电压传输比与负载开关频率和占空比无关, 且在全负载范围内, 可以实现 ACF-SSR-PWM Buck-Bst 型变换器主开关管和辅助开关管的 ZS 以及二次侧输出二极管的 ZCS DC-DC 变压器在分布式电源架构中间母线变换器和高效率宽输入电压范围的 DC-DC 变换器模块电源的场合具有一定的应用前景参考文献 [] 阮新波, 严仰光. 直流开关电源的软开关技术 [M]. 北京 : 科学出版社, [2] 冯波, 吴国忠, 徐德鸿, 等. 一种新型有源钳位 Bst 变换器 [J]. 中国电机工程学报, 2002, 22(0): Feng B, Wu Guzhng, Xu Dehng, et al. A nvel active clamping bst cnverter[j]. Prceedings f the CSEE, 2002, 22(0): [3] 王金平, 许建平, 兰燕妮, 等. 基于输入电压前馈补偿的开关变换器恒定导通时间控制技术 [J]. 电工技术学报, 202, 27(2): Wang Jinping, Xu Jianping, Lan Yanni, et al. Cnstant n-time cntrl f swithcing DC-DC cnverters based n input vltage feed-frward cmpensatin[j]. Transactins f China Electrtechnical Sciety, 202, 27(2): [4] 马海啸, 龚春英, 王红梅, 等. 新型带有钳位电容的交错反激变换器的研究 [J]. 中国电机工程学报, 2007, 27(28): Ma Haixia, Gng Chunying, Wang Hngmei, et al. Research n nvel interleaved flyback cnverter with clamped capacitr[j]. Prceedings f the CSEE, 2007, 27(28): [5] 吕晓东, 李武华, 吴建德, 等. 一种隔离型有源钳位交错并联 Bst 软开关变换器 [J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(27): 7-. Lü Xiadng, Li Wuhua, Wu Jiande, et al. An islated active-clamp interleaved Bst cnverter[j]. Prceedings f the CSEE, 2008, 28(27): 7-. [6] 陈乾宏, 冯阳, 周林泉, 等. 输出纹波最小化有源钳位正激磁集成变换器 [J]. 中国电机工程学报, 2009, 29(3): 7-3. Chen Qianhng, Feng Yang, Zhu Linquan, et al. Active frward cnverter with integrated-magnetics and the minimum utput ripple current[j]. Prceedings f the CSEE, 2009, 29(3): 7-3. [7] 吴新科, 张国兴, 赵荣祥, 等. 二次侧绕组串 - 并联自调整的交错并联正激变流器 [J]. 电工技术学报, 200, 25(8): Wu Xinke, Zhang Guxing, Zha Rngxiang, et al. nterleaved frward cnverter with series-parallel aut regulated secndary windings[j]. Transactin f China Electrtechnical Sciety, 200, 25(8): [8] 吴新科, 张军明, 钱照明, 等. 互补控制的有源钳位型零电压开关功率因数校正器 [J]. 电工技术学报, 20, 26(2): Wu Xinke, Zhang Junming, Qian Zhaming, et al. Active clamp ZS pwer factr crrectin cnverter

9 8 电工技术学报 204 年 4 月 with cmplementary cntrl methd[j]. Transactin f China Electrtechnical Sciety, 20, 26(2): [9] 杨平, 许建平, 张士宇, 等. 峰值电流控制二次型 Bst 变换器 [J]. 电工技术学报, 20, 26(5): Yang Ping, Xu Jianping, Zhang Shiyu, et al. The peak current cntrl-mde fr quadratic bst cnverter[j]. Transactins f China Electrtechnical Sciety, 20, 26(5): [0] Yuha Xi, Praveen K Jain. A Frward cnverter tplgy emplying a resnant auxiliary circuit t achieve sft switching and pwer transfrmer resetting[j]. EEE Transactins n ndustrial Electrnics, 2003, 50(): [] 王金平, 许建平, 兰燕妮. 恒定导通时间双频率控制开关变换器 [J]. 电工技术学报, 20, 26(): -7. Wang Jinping, Xu Jianping, Lan Yanni. Study f cnstant n-time bi-frequency cntrl technique fr switching cnverters[j]. Transactins f China Electrtechnical Sciety, 20, 26(): -7. [2] Qing M Li, Fred C Lee, Milan M Jvanvic. Large-signal transient analysis f frward cnverter with active-clamp reset[j]. EEE Transactins n Pwer Electrnics, 2002, 7(): [3] Michael T Zhang, Milan M Jvanvi ć, Fred C Y Lee. Analysis and evaluatin f interleaving techniques in frward cnverters[j]. EEE Transactins n Pwer Electrnics, 998, 3(4): [4] Ki-Bum Park, Chng-Eun Kim, Gun-W Mn, et al. PWM resnant single-switch islated cnverter[j]. EEE Transactins n Pwer Electrnics, 2009, 24(8): [5] Jng-Jae Lee, Jung-Min Kwn, Eung-H Kim, et al. Dual series-resnant active-clamp cnverter[j]. EEE Transactins n ndustrial Electrnics, 2008, 55(2): [6] Jung-Min Kwn, W-Yung Chi, Bng-Hwan Kwn. Single-switch quasi-resnant cnverter[j]. EEE Transactins n ndustrial Electrnics, 2009, 56(4): [7] Lin B R, Dng J Y. Analysis and implementatin f an active clamping zer-vltage turn-n switching/ zer-current turn-ff switching cnverter[j]. ET Pwer Electrnics, 200, 3(3): [8] Slbdan Cuk. ltage Step-dwn Switching DC-DC cnverter[p]. US , 200. [9] Yuancheng Ren, Ming Xu, Julu Sun, et al. A family f high pwer density unregulated bus cnverters[j]. EEE Transactins n Pwer Electrnics, 2005, 20(5): 作者简介曹太强男,969 年生, 博士, 高级工程师, 研究方向为新能源大功率开关变换器及光伏发电电力电子与电力传动王军女,963 年生, 博士, 教授, 主要从事电力电子与电力传动的研究

1中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人

1中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人民共和国中华人 2009 年 9 月电工技术学报 Vol.24 No. 9 第 24 卷第 9 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2009 隔离型三绕组耦合电感交错式 DC/DC 变换器李武华 1 何湘宁 1 吴剑勇 2 (1. 浙江大学电气工程学院杭州 310027 2. 中国人民解放军空军装备部北京 100843) 摘要讨论了四种隔离型交错式