基于反激变换器的漏感能量回收方法.PDFVIP

第３５卷 第６期 电工 电能新 技 术 Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．６ ２０１６年６月 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｊｕｎ． ２０１６ 基于反激变换器的漏感能量回收方法 苏　 通，张方华，马　 超，任永宏 （江苏省新能源发电与电能变换重点实验室，南京航空航天大学，江苏 南京２１００１６） 摘要：反激变压器原边漏感的存在增加了功率器件的电压应力，并降低了变换器的变换效率。 本 文研究了一种新颖的变压器漏感能量吸收电路，实现了漏感能量的回收和利用。 论文采用的吸收 电路为反激电路，它能将主电路变压器漏感能量直接释放到输出侧供给负载。 同时吸收电路采用 电压滞环控制，工作频率由漏感能量决定，当主电路的功率降低时吸收电路的工作频率也会随之降 低，变换器轻载效率高。 详细分析了吸收电路的工作原理，给出了参数设计方法，研制了两路交错 并联反激变换器的实验样机，实验结果证明了所提出方法的有效性。 关键词：反激变换器；漏感能量回收；滞环控制；吸收电路设计 中图分类号：ＴＭ４６　 　 　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 文章编号：１００３⁃３０７６（２０１６）０６⁃００１３⁃０５ 功率决定，当主电路的功率降低时吸收电路的工作 １　 引言 频率也会随之降低，这样可实现变换器较高的效率。 反激变换器由于其电路拓扑简单而被广泛应用 ［１］ ２　 吸收电路的拓扑和控制方式 在中小功率场合 ，在电路中反激变压器起到电气 隔离和储存能量的作用。 由于反激变压器存在较大 ２１　 吸收电路的拓扑 的漏感，在开关管关断时刻，漏感能量会造成开关管 图１为本文所提的反激变换器漏感能量有源吸 上很高的电压尖峰；同时，漏感的存在使得工作在 收的原理图。 其中吸收电路是由变压器Ｔ 、开关管ａ ＣＣＭ模式下的变换器很难取得较高的变换效率。 Ｓ 和二极管Ｄ 构成的反激电路，主电路则是两路交ａ ａ 为了减小反激变压器漏感对主电路的影响，通 ［４，５］ 错并联的高升压比反激变换器 。 常采用钳位电路对漏感能量进行回收和利用。 常用 ［２］ ［３］ 的钳位电路可分为无源钳位 和有源钳位 两类。 无源钳位包括 ＲＣＤ 钳位等，其优点是电路结构简 单、成本低，缺点是电压尖峰的抑制效果差、电路损 耗大。 有源钳位抑制效果好，但是有源钳位存在以 下三个方面的问题：①吸收电路和主电路具有相同 的工作频率，因此在轻载时吸收电路自身的损耗在 电路总损耗中占了很大一部分；②在重载时以谐振 方式工作的吸收电路将流过很大的谐振电流，造成 较大的损耗；③每一主电路都需要一套独立的有源 钳位电路，当主电路采用多路交错并联技术时会提 图１　 漏感能量有源吸收电路原理图 高电路的成本。 Ｆｉｇ．１　 Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｌｅａｋａｇｅ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｅｎｅｒｇｙ 为了解决上述问题，本文提出了一种新颖有源 ａｃｔｉｖｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ 吸收方式，吸收电路斩波工作，工作频率由主电路的 收稿日期：２０１５⁃０８⁃０５ 作者简介： 苏　 通（１９９１⁃），男，江苏籍，硕士研究生，研究方向为功率电子变换技术； 张方华（１９７６⁃），男，山东籍，教授，博士生导师，研究方向为航空电源、照明电源