两个电流－给予的推挽式的直流－直流转换器之间的一个比较－分析，设计及实验外文翻译.doc

两个电流－给予的推挽式的直流－直流转换器之间的一个比较－分析，设计及实验 威尔逊 C.P.de Aragao Filho（*),成员 IEEE。 Ivo Barbi （#)，资深的成员 IEEE。 （*)圣 Espirito 联邦大学，控制电子学和电子驱动实验室。 P.O.BOX 01.9011-电话：55-27-335-2699 传真：55-27-335-2650- 电子邮件：aragao@ele.ufes.br 29070-150 Vitoria－ES－巴西。 （#)圣 Catarina 联邦大学，力量电子学－INEP 的学会。 P.O.Box 5119-电话：55-48-231-9204-传真：55-48-234-5422 电子邮件：ivo@inep.ufsc.br－88040-970 Florianopolis－SC－巴西。 这篇文章比较电流-给予推挽式的直流－直流转换器：该电流馈电推挽转换器或隔离升压和替代拓扑命名为这里的双电感的推挽式转换器（DIC）.由于这一变换器只具有一个初级绕组两端的电压，主开关是减少了一半，在isolatde增加；平均电流输入电感也会减半，均方根电流在输出电容的结果较小。整体效率提高和转换器的体积缩小的DIC。这些和其他改进设计特点使这一替代拓扑更有吸引力比隔离升压为等效的应用。 分析方程，输出特性曲线和计算机模拟试验的480w已组装为验证性能的转换器。主要结果提供。 [1] 除了那些用电池做电源的电子产品外，每个新型电子产品都需要将115V或者230V的交流电源转换为直流电源，为电路供电。电功率的转换率正在成为是、公司和整个社会关注的重点。 开关电源不仅提供了较高的转换效率，而且为设计者提供为设计提供了更大的灵活性，半导体技术、磁器件和无源器件技术的进步，使得开关电源在今天功率转换的舞台成为日益流行的选择。在历史上，线性稳压器曾是产生稳压输出电压的主要方法。通过对级联功率通过对器件的掉电性进行线性控制以响应负载变化，线性稳压器可以将输入高电压降为输出地电压。这种方法导致在负载电流流经的通过单元两端出现一个大电压。这个功率损耗使得线性稳压电源的效率只有30%～50%。这意味着每向负载输出1瓦特的功率，就会有至少1瓦特功率以热能形式消耗了。对于这一些功率超过10瓦特的小型应用而言，散热装置的成本就导致使用线性稳压电源不合算。开关电源中的功率器件工作在全开和截止状态。这样，要么在大电流流经功率器件时，导通电压很低；要么在大电压时，没有电流通过器件。因此，电源内部消耗的功率就很少，。开关电源的平均效率为70%～90%，而且和输入电压无关。集成度的提高推动开关电源成本的下降，这使得它在输出功率超过10瓦特及多输出应用中成为具有吸引力的选择。 前向模式转换器基础 最基本的前向转换器是如图3.1所示的降压转换器。其工作过程可视为两个不同的时间周期，它们分别出现在串联功率开关处于“接通”和“断开”的状态。当功率开关接通时，输入电压连接到电感的输入端。电感的输出电压就是转换器的输出电压，整流器处于反偏置。在这个期间，由于在电感两端存在一个恒定电压源，所以电感电流开始按照如下公式线性增加： 在“接通”周期，能量以磁通的形式存储在电感的铁心材料中。存储的能量足以满足负载在下一个“断开”周期的需求。下一个周期就是功率开关的“断开”周期。当功率开关断开时，电感输入电压被捕捉二极管钳位在地电位下一个二极管电压降。电流开始流过捕获二极管以维护如在环路电流。存储在电感中的能量被移走。这段时间内的电感电流可表示为： 当功率二极管再次接通时，这个周期就结束了 电压调节是通过改变功率的“接通——断开”的占空比来实现的。下面的关系式近似描述这个工作过程：该转换器可以输出千瓦级功率，但它却有一个严重缺点——假如功率开关非正常短路，输入电源就会直接连接到负载电路，这通常会造成灾难性后果。为了避免出现这种情况，在输出端跨置一个短路器。断路器是一个闭塞的半导体可控整流器。当输出进入过电压状态时，就会激发这个整流器。降压转换器仅用于板级电源管理。 增压模式转换器基础 最基本的增压模式转换器是升压稳压器。其原理图见图3.2。其工作过程也可以分为两个不同的周期，分别对应着功率开关的“导通”和“断开”状态。当功率开关导通时，输入电压源接到电感两端。电流从零开始按照如下公式增加：能量被存储在铁心材料中。每个周期存储的能量和工作频率的乘积必须大于负载的功率需求，即满足下式：然后，功率开关断开，电感电压超过输入电压并被整流器钳位在输出电压上。电流开始线性下降直至铁心中的能量全部耗尽。如图3.3所示，其电流波形由下式决定