隔离Boost变换器和反激逆变器的研究

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1、南京航空航天大学博士学位论文摘要本文研究了两部分内容：隔离Boost变换器和反激逆变器。电气隔离型Boost变换器具有高频电气隔离，易于多路输出，输入电流纹波小，负载短路时可靠性高等优点。它适用于有隔离要求的高压多路输出、双向PWM直流变换和单级PFC等场合。本文对隔离Boost变换器的发展作了系统的总结和分类，并详细讨论了它们的特点。研究一种新颖的隔离boost变换器，它具有开关管电压应力低，没有变压器单向磁饱和问题，可以实现交错并联双管正激电路所有开关管零电压开关。但是隔离Boost变换器需要重点解决两个问题

2、：1)减小功率开关关断时两端浪涌电压；2)隔离Boost变换器的起动。本文综合了两种箝位电路：1)LCD箝位电路，箝位电容上电压不反向；2)通过增加一个与升压电感耦合的反激线圈和一个连接到输出电容的整流二极管，构成反激箝位电路。分析了两个起动过程：1)电压电流双闭环控制Flyback变换器的起动过程，可分为电流过冲阶段，电流调节器调节阶段和电压调节器调节阶段三个阶段。2)电压电流双闭环控制隔离Boost变换器起动过程分Flyback工作、Buck工作、Boost工作三个工作阶段。起动电流过冲发生在Flyback工

3、作阶段。研究了一种反激逆变器，它是由两路双向反激直流变换器原边并联副边串联构成。根据其结构特点，提出差动控制和单边控制方案，单边控制策略克服了差动控制策略由于能量循环导致效率低的缺点。研究了两种反激逆变器的单边控制方法：同一双向反激直流变换器两只开关管非互补导通和互补导通。基于电流断续模式的单边非互补导通控制反激逆变器：副边常通开关管在常通期间流过负载电流，具有较小的导通损耗；逆变器占空比不受拓扑限制，可以在0到0.8之间变化，方便的实现宽的输出电压范围。实验结果表明该逆变器具有以下优点：双向功率传输、拓扑结构简

4、单、使用器件少、控制方案简单、可靠性高以及良好的动态响应。基于电流连续模式的单边互补导通控制反激逆变器：输出功率较大时实现同步整流，较小时实现零电压开通，从而有效地降低了整流二极管导通损耗，将效率提高到85.8%。关键词：变换器/Boost变换器，箝位，起动，逆变器，反激变换器，同步整流-i-隔离Boost变换器和反激逆变器的研究AbstractThemainresearchcontentsofthisdissertationhavetwoparts:isolatedboostconverterandflybac

5、kinverter.Isolatedboostconverterhasadvantagesofhighfrequencyelectricalisolation,multi-outputsolutions,lowerinputripplecurrentandhighreliabilityfortheshortcircuitofload,etc.Itisattractiveinapplicationssuchashighvoltagemultipleoutputswithisolationrequirement,si

6、nglestagepowerfactorcorrectionandbi-directionalDC/DCconverters.ThispapercomprehensivelysummarizesthetypicaltopologiesofisolatedBoostconverterfamily,andclassifiesexistingtopologiesintoseveralcategories.Thecharacteristicofthosetopologiesareanalyzedindetail.Anov

7、elisolatedinterleavingtwo-transistorforwardboostconverterisproposedinthispaper.Thisconverterhaslessvoltagestressofpowerswitches,andnotransformermagneticdeviation.Inallinterleavingtwo-transistorforwardswitches,zerovoltageswitchingcanbeobtainedwhichcanapparentl

8、yimprovethepowerdensity.Howevertheisolatedboostconvertersneedtoresolvetwoproblems.1)Thetransformerleakageinductancewillcausesurgevoltageacrosstheswitches.Twoclampcircuitsarecombinedtosolv