引言

反激拓?fù)涫且环N廣泛應(yīng)用于高電壓、小功率場合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它具有成本低、體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)。在低壓輸入、高壓輸出的電路結(jié)構(gòu)中，變壓器磁芯尺寸是影響樣機(jī)整體體積的主要因素。為了解決這一難題，本文提出了一種采用雙變壓器串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有寄生參數(shù)小、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種高壓小功率場合。

1  電流型反激DC/DC變換器

1.1  功率電路

由于輸入為低壓大電流，故選用單管整流反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，圖1所示是一個RCD吸收電路的雙變壓器反激變換器的電路拓樸。但是，由于變壓器漏感的存在及其他分布參數(shù)的影響，反激式變換器在開關(guān)管關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生很大的尖峰電壓，這個尖峰電壓會嚴(yán)重威脅開關(guān)管的正常工作，必須采取措施進(jìn)行抑制，目前,常用的方法有LCD.RCD和有源箝位三種，考慮到電路的開關(guān)頻率較高(100kHz),所以，LCD結(jié)構(gòu)不可取;而有源箝位的箝位開關(guān)管要求取很大的額定電流，且變壓器初級有很大的環(huán)流，不利于提高效率，因此，有源箝位也不可??；RCD箝位電路具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的特點(diǎn)，而且參數(shù)設(shè)計合理，能夠很好的吸收漏感尖峰,從而提高效率，故本文采用RCD箝位電路來吸收漏感尖峰。

1.2  控制方案

反激變換器具有電流源性質(zhì)，開環(huán)不能開路，否則輸出電壓將遠(yuǎn)高于設(shè)計值。高壓直流電源在輸出端無功率輸出時，電源相當(dāng)于開環(huán)，此時會有較高的電壓沖擊,易于燒毀器件，因而必須采用電壓閉環(huán)控制；同時，為了提高電源的性能,應(yīng)采用電流型控制技術(shù)。這種電流電壓雙閉環(huán)控制的系統(tǒng)具有瞬態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)定性高、內(nèi)置限流能力等優(yōu)點(diǎn)。

本設(shè)計的額定輸出功率為10W,設(shè)計的輸入電壓為10V,輸出電壓為300V,開關(guān)頻率為100kHz,儲能式變壓器磁芯材料為PC40,雙變壓器繞組匝比相同，為N_P/N_S=19/300,磁芯氣隙均為1.2mm,最大占空比為0.54,箝位電阻R為10kΩ,箝位電容C的值為0.1μF/50V,箝位二極管D選為1N4007,整流二極管D₁為UF4007,開關(guān)管Q₂為FDS569O。

本設(shè)計實(shí)例的實(shí)驗(yàn)波形如圖3所示,其中圖3(a)、(b) 分別是空載時開關(guān)管的電流波形和漏源電壓波形，其中電流波形是從電阻R₇(R₇=0.2Ω。)上測得的；圖3(c) 、(d)分別是滿載時開關(guān)管的電流波形和漏源電壓波形。試驗(yàn)樣機(jī)電源從空載再到滿載,其輸出電壓波動小于5%,可見,該電源的帶載調(diào)整率較高。

4  結(jié)語

反激變換器適用于高壓、小功率場合，具有體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計研制成功的樣機(jī)具有功率密度高、穩(wěn)定性好、效率高、帶載調(diào)整率高等綜合性能，可以安全可靠的適用于高壓直流場合。