基于反激式电路拓扑的DC/DC变换器并联输出的均流变换器设计

本文主要通过对Droop法DC/DC变换器并联均流技术的研究，设计了一种基于反激式电路拓扑的两个DC/DC变换器并联输出的均流变换器。

单端反激电路的电路拓扑及工作原理

电路拓扑

图1 反激式变换器

反激式变换器是在基本Buck-Boost变换器中插入变压器形成的，线路组成见图1所示。变压器原边绕组其实是充当一个储能电感的作用，后文将叙述到初级电感量的设计将影响到反激式变换器的工作模式。

电路工作的第一阶段是能量存储阶段，此时开关管Tr导通，原边绕组电流Ip的线性变化遵循式(1)。

　　(1)

电路工作的第二阶段是能量传送阶段，此时开关管Tr关断，原边电流为零，副边整流二极管D导通，出现感生电流。并且按照功率恒定原则，副边绕组安匝值与原边安匝值相等。副边绕组电流Is遵循式(2)。

　　(2)　

其中为副边绕组电压，为变压器副边的等效电感。

电路工作模式

(1)工作模式改变的条件

如图1所示的变换器，设开关管导通占空比为D1，二极管导通占空比为D2，工作周期为Ts，按稳态电感电流增量相等原则有：

　　(3)　

连续模式时，D1期间(开关管导通，二极管截止)存储在L上的能量在D2期间(开关管截止，二极管导通)没有完全放完，故有：

　　(4)　

不连续模式时，D1期间(开关管导通，二极管截止)存储在L上的能量在小于D2期间(开关管截止，二极管导通)已完全放完，故有：

　　(5)　

从而可以推导临界连续的条件是：

D1+D2=1且每周期开始时的IP=0

故有：

　　(6)　

其中，Lc为临界连续的电感值。

代入式(3)有：

　　(7)　

利用状态空间平均法可以建立CCM模式下的反激变换器的小信号模型，如图2所示。

图2 CCM模式下的反激变换器的小信号模型

从中可以导出开环输出阻抗为：

　　(8)　

其中　

由式(8)可以看出，对设计好的Buck-Boost变换器，其输出阻抗仅为开关管导通比的函数。通过PWM控制开关管的导通占空比D，就可以控制变换器的开环输出阻抗。

来源：电子发烧友