高压输入多路输出双管反激变换器的设计

摘 要： 介绍一种适合于较高电压输入的双管反激变换器的拓扑，分析其工作原理，介绍峰值电流控制模式的特点并给出变压器主要参数设计步骤。给出了设计并调试成功的一台约 60W 三相输入、八路隔离输出的直流开关电源。实验结果证明：该电路既保留了反激变换器的结构简单、易于多路输出等优点，又解决了其在高压场合的开关应力大和安全性问题，非常适合于较高电压输入、中小功率、多路输出的直流电源应用场合。

0 引言

相对于正激变换器来说，反激变换器不需要输出滤波电感，结构简单，成本降低。相对于半桥变换器来说，反激变换器输入电压范围广，适合各种不同电压等级场合。相对于其他非隔离输入变换器来说，反激变换器输入输出电气隔离，安全可靠性高。而且反激变换器易于多路输出，常用于多路输出的小功率场合[1].但是对于输入电压较高的场合，单管反激变压器的开关管要承受约两倍输入电压的高压，这对系统的可靠性和开关管的选择都十分不利。本文介绍一种双管反激变换器的拓扑，对于改善高压场合反激变换器有十分明显的效果。

1 工作原理分析

电路图如图1所示：M1,M2 为主开关管;D1,D2 为箝位二极管;D3 为输出整流二极管;C1 为输出滤波电容;R1 为负载;LP 为变压器原边绕组等效电感，Lr 为变压器漏感;Ls 为变压器副边绕组等效电感。

图 1 双管反激变换器电路拓扑结构

与单管反激一样，双管拓扑中的主开关管开通时，把能量储存在磁路中，断开后，磁能转化为电能传至负载。电路中 D1,D2 把过剩的反激能量反馈回电源 D1,Uin.电路的工作模式可分为四个部分，如图 2 所示。

图 2 双管反激变换器工作波形

[t0~t1]t0 时刻，M1,M2 同时导通，D1,D2 关断，输入直流电压作用在变压器原边绕组电感和漏感上，变压器漏感电流线形上升，则有

。

箝位二极管 D1,D2 承受的反压为Uin,输出整流二极管 D3 承受的电压为 U0+UinN2 / N1,副边没有电流通过。到 t1 时刻，漏感电流上升到：

[t1~t2]t1 时刻，M1,M2 同时关断。但是由于电感电流不能突变，形成反向电压，D1,D2 导通，M1,M2 承受输入电压 Uin,同时输出整流二极管 D3 导通，副边有电流 iLs流过负载，电流大小为：

原边电流 iLr 线性下降，则有

，t2 时刻原边电流大小为下降至 0。

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