隔离DC-DC变换器

1、MIT电力电子课程笔记D.Perreault隔离式DC/DC变换器动机：1 在输入和输出之间实现电器隔离 2 高传输比3 容易生成多路输出第一个例子（Flyback变换器，间接变换类型）VoutD=Vin1D，D为占空比。插入一个变压器后DVin+(1D)N1Vout=0N2VoutDN2=()Vin1DN1将磁路设计成一个元件：具有气隙的电感，能量存贮在励磁电感中。例如：Flyback变压器。圆圈的第一部分：能量通过线圈1存储在变压器中。圆圈的第二部分：通过线圈2能量流出变压器。1 能量存贮在变压器的励磁电感之中，像电感一样设计，只不过多出第二个线圈。2 可以通过绕线的方向改变输出电压的极性

2、。3 可以使用接地的主开关4 变比可以减小开关的容量5 通过增加绕组来增加输出端口数变压器隔离同样可以用在直接类变换器中。隔离式buck变换器本质上就是buck加上变压器隔离。开关导通的时候：Vx=(开关关断：Vx=0N2)VinN1VoutN2=()D可以推导出，VNin1考虑励磁电感效应，必须要求=0，否则核心将会饱和。必须要为励磁电流i提供一条路径，直到核心回到零磁通。(与Flyback变换器不同，励磁电感在此处并不需要)。必须要使核心的磁通在每个周期都能回到零磁通。一个简单的办法，钳位复位电路。=Li=N1BcoreAc，所以Bcore=LN1Aci核心的峰值磁通BPK=VinDTN1

3、Ac我们要确保Vdt0，即能够使核心复位。否则，核心的磁通会因为电流随着时间不断漂移，最终达到饱和。所以，Vz(1D)TVinDTVzVin即VpkD1D，开关的峰值电压为输入电压加上齐纳电压，Vin1DD=Vin+Vz。VV()+V()=inin故pk。当Dmax=0.5时，Vpk=2Vin；1D1D1D当Dmax=0.75时，Vpk=4Vin。与不含隔离的变换器比较起来，这是个糟糕的情况，因为非隔离情况下Vpk=Vin。通过这种办法复位核心要消耗多少能量呢？WdissVinDT2VinD2T2111VinD2T2=Li,pk=L()=Pdiss=(Wdiss)()=22L2LT2L 22所

4、以，我们要求L尽可能的大，来减少存储在变压器内的能量和损耗的分量。因此，我们使用没有缝隙，或者有很小缝隙的导磁体来设计电感使得互感尽可能大。其它的钳位方法允许我们恢复磁场的能量。1 Tertiary 线圈钳位励磁能量返回到Vin之中。为了使核心复位，要求N1Vin(1D)TVinDT，电压强度基本不变，忽略漏感的话。N3优点：励磁能量基本被恢复缺点：仍然需要吸收电路处理漏感2双开关单边前向变换器占空比控制开关Q1和Q2一起完成开关动作。二极管导通给核心复位，即使磁通为零。0D0.5保证可以使核心复位；变压器漏感同样被捕获。需要Vin容量的开关两个，共地连接。隔离变换器的多输出为了得到额外的成比

5、例变化的输出，我们只要增加额外的变压器线圈以及输出电路即可。例如Flyback变换器Vo1Vo2N3DN2Vo1DN3=(),=()=在理想情况下，V1DN1Vin1DN1Vo1N2in增加输出端口只需要对原有系统改变很小的内容。多出的输出端口一般用来给变换器的控制逻辑供电变压器的非理想特性是一个很大的问题变压器的漏感寄生的漏感同样影响系统运作，假设，一个前向变换器仅在原方有漏感。当我们关断主开关时候，复位绕组可以处理励磁电流和励磁能量问题，但是却不能处理原方的漏电感。我们需要引入其它额外电路来吸收或者循环这些能量。考虑一个一个只含有副方漏感的前向变换器。可以把副方建模成为通过这个我们可以计算电压传输比。由于副方漏感的存在，所以必然产生负载调节，从而使负载电流以来于传输比。我们可以计算出传输比为