反激变压器漏感和分布电容的影响分析

针对反激变压器工作在高频情况下寄生参数不可忽略的事实,详细分析了变压器漏感和分布电容给反激变换器带来的影响。首先,分析了理想变压器情况下电流断续模式反激变换器的工作过程;其次,分析了理想变压器中只加入漏感、只加入分布电容、同时加入漏感和分布电容3种情况下寄生参数对反激变换器工作过程的影响;最后,设计了一台反激变换器实验样机对寄生参数的影响进行了验证。实验结果表明,漏感会在开关管关断瞬间的漏源电压上产生一个电压尖峰,分布电容会在开关管开通瞬间的漏极电流上产生一个电流尖峰,同时开关管截止期间漏感和分布电容之间以及励磁电感和分布电容之间产生的谐振会在开关管的漏源电压上叠加相应的振荡。     

变压器分布电容对高频高压反激变换器的影响及其抑制措施

随着单端反激变换器在高频高压场合的应用,变压器寄生参数的控制对电路的正常运行以及性能优化尤为关键.文中对变压器分布电容对电路的影响进行了透彻分析,给出了一般性的模型,并以高输入电压低输出电压场合为例,对该模型进行了等效处理,继而详细分析了分布电容对电路工作产生的影响,归纳出有意义的结论,并基于以上研究,提出控制寄生参数的工程方法,并通过实验验证了文中分析的正确性及抑制方法的实用性.     

高频变压器分布参数分析

随着单端反激电源工作频率的提高,高频变压器分布参数的影响不可忽视,但在实际设计中一般考虑漏感而忽略了分布电容的影响。高频变压器分布电容可分为绕组匝间电容、绕组层间电容、绕组间电容。文章给出了高频变压器数学模型及各类分布电容的理论计算方法,并分析了不同绕制方法和空间布局对高频变压器分布电容的影响,最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

基于噪声平衡原理的反激变换器CM传导噪声抵消方法研究

在反激变换器中,变压器绕组交错排布有助于减小漏感和绕组损耗,但相邻原、副边绕组间的耦合电容是传输共模(commonmode,CM)噪声电流的主要耦合路径,会引起严重的EMI问题。该文提出一种CM噪声抵消的方法,引入一组平衡绕组,设计平衡绕组与相邻副边绕组间的位移电相互抵消。建立反激变换器CM传导噪声电路模型,给出平衡绕组设计方法,以一台反激变换器为实验对象,测试并对比无屏蔽层、采用传统铜箔屏蔽及加入平衡绕组3种变压器结构下的CM传导噪声。实验结果表明,平衡绕组对CM噪声抑制效果优于无屏蔽层和传统铜箔屏蔽层结构,验证了平衡绕组抵消反激变换器CM噪声的可行性。     

一种新型复合式正激变换器的研究

提出了一种新型复合式正激变换器,通过加入吸收电容取代了高频变压器的去磁复位绕组,因此简化了高频变压器的设计。同时,这种设计对功率管电压应力也有很好的吸收作用。对这种复合式正激变换器的工作原理及特性进行了详细的分析。最后通过实验验证了这种复合式正激变换器的优点。     

一种具有新颖磁复位技术正激变换器的研究

提出了一种新型复合式正激变换器,通过采用加吸收电容来取代高频变压器的去磁复位绕组。这种拓扑简化了高频变压器的设计,对功率开关管的电压应力也有很好的吸收作用。对这种复合式正激变换器的工作原理及特性进行了详细的分析,通过实验验证了这种复合式正激变换器的优点。     

反激变换器绕组钳位电路的分析与设计

分析了一种采用绕组钳位的反激变换器,详细介绍了其工作原理,给出了其参数设计原则,并用实验结果进行了验证。绕组钳位电路能够吸收漏感中的能量,并将其传输到输出端,提高效率的同时可以改善反激变换器多路输出时的交叉调制效果。     

变压器寄生参数对反激变换器的影响及其抑制措施

反激式开关电源广泛应用于多种开关电源系统中。随着开关电源工作频率的提高,变压器的寄生参数对反激式开关电源的影响变得越来越重要。建立了变压器带寄生参数的高频模型,并结合实际工作情况对其进行了简化。分析了RCD反激式开关电源的工作过程,并归纳了寄生参数对变压器和反激式开关电源的影响。提出了采用交叉换位的绕组方式减小变压器寄生参数的方法。通过建立变压器绕组模型进行仿真,验证了文中分析的正确性和抑制措施的有效性。     

反激式变换器的变压器线圈涡流损耗机制分析与新型损耗模型

反激变换器的变压器线圈涡流损耗为高频功率磁元件线圈技术的研究热点之一。在已有研究基础上，应用电磁场有限元仿真以及通过分解线圈电流分析了反激变换器的变压器线圈涡流损耗机制，发现其线圈窗口磁场兼有电感器和变压器磁场的特征。据此机制，研究了减小其线圈涡流损耗的方法，指出该方法的有效性取决于线圈窗口磁场的构成。通过研究其线圈窗口磁场的正交性，进一步提出一种新型反激变换器的变压器线圈损耗解析模型。有限元数值仿真验证了研究结果的正确性。     

基于有源箝位反激变换器机内辅助电源的稳态分析与小信号特性

研究了有源箝位反激变换器的稳态工作原理和关键电路参数设计准则。采用状态空间平均法，建立了变换器平均模型和小信号模型来预测有源箝位支路对有源箝位反激变换器小信号特性的影响。给出了变换器原理试验结果和变换器小信号特性Matlab仿真波形。应用电流控制有源箝位反激变换器设计并研制成功的高频软开关机内稳压电源具有功率密度高、变换效率高、过载与短路能力强、可靠性高等优点。     

反激变换器共模传导EMI噪声抑制的研究

对反激式变换器的原、副边共模传导EMI噪声特点进行了分析,总结了共模传导噪声模型并详细介绍了干扰源、传输通道对共模传导噪声的影响。建模分析了变压器绕组分布电容与共模传导等效电容之间的关系,针对原、副边共模噪声的特点,提出通过调整变压器绕组层间距离来控制共模传导路径阻抗特性的新方法,实现原、副边共模电流的抵消,从而更好地抑制共模传导噪声。并以一台40W的反激式电源为实验平台,用实验方法验证了该方案的可行性。     

反激式变换器共模EMI抑制研究

分析了反激式变换器的噪声模型,根据原、副边的噪声回路特点,提出利用反激式变换器的辅助绕组改变变压器内的电位分布以调整其内部分布电容,从改变噪声通路阻抗的角度调整原、副边噪声平衡,实现共模噪声抑制.以一台50W反激式变换器为平台对分析结果进行了实验,实验结果验证了分析的正确性.     

宽输入反激式变换器电流尖峰的抑制方法

作为中小功率辅助电源的主要应用拓扑结构之一,反激式变换器的输入需满足宽范围和高电压的要求。但由于受变压器寄生参数的影响,反激式变换器存在一定的电流尖峰,在高输入电压情况下,该电流尖峰所导致的变换器损耗较大,影响整个装置的转换效率、功率密度和可靠性。因此,文章详细分析了反激式变换器电流尖峰产生的原因,从变压器绕组布局和绕组层间连接方式两方面提出了抑制开通电流尖峰的改进措施,并研制了输入电压范围为300 V～3 000 V、85 W反激式变换器样机。实验结果表明,通过改进其变压器绕组布局可以将变换器效率提高7%;通过改变变压器绕组层间连接方式可以将变换器效率提高2%。     

通过设计变压器改善反激变换器的交叉调整率

鉴于变压器性能对多路输出反激变换器的交叉调整率有重要影响,为变换器的关键器件之一,提出了基于有限元数值仿真的任意多路输出变压器的建模方法.基于此模型,结合电路仿真软件研究了变压器分布参数及线圈结构对反激变换器交叉调整率的影响.在此基础上,给出变压器的设计指导原则.实验证明,提出的任意多路输出变压器建模方法不仅使用方便,而且所建模型有足够高的精度;所设计的指导原则可有效提高多路输出变换器的交叉调整率.     

基于变压器双电容模型的光伏全桥LLC变换器共模干扰建模分析

LLC变换器可以在全负载范围内实现软开关,整体效率与功率密度更易得到提升,在以光伏发电形式为主的直流微网中得到广泛的应用。随着碳化硅等第三代半导体器件的渐渐普及,LLC变换器的工作频率越来越高,其高频变压器寄生电容对变换器共模干扰的影响愈发明显。现有针对变压器寄生电容的简化建模主要基于变压器内部绕组结构,使得集总电容模型的解析式较为复杂,不利于实际应用。对此,基于独立电压变量个数推导出一种适用于全桥LLC变换器共模干扰建模的变压器双电容模型,得到简洁易用的解析计算表达式,该模型可适配不同结构变压器,具有普适性。基于推导的双电容模型建立了全桥LLC变换器共模传导干扰模型,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提双电容模型和共模干扰模型的准确性。     

多通道交错并联反激变换器磁集成技术研究

采用谐波分解方法揭示了电压调整模块电感耦合带来通道电流谐波消除的内在机理。在反激变换器中，交流线圈损耗可由变压器分量损耗和电感器分量损耗2部分组成。在中小功率场合，变压器的电流纹波较大，电感器分量带来严重的气隙扩散磁通效应往往成为线圈涡流损耗的主要因素，因此，结合多通道耦合电感技术和反激变压器的线圈损耗特点，提出多通道交错并联反激变换器磁集成技术，以减小电流纹波，改善线圈的电感器分量损耗和磁芯损耗，并通过理论分析和实验加以证明。     

Two‐switch flyback PWM DC–DC converter in discontinuous‐conduction mode

The two‐switch flyback DC–DC converter is an extended version of the conventional single‐switch flyback converter. An additional switch and two clamping diodes serve as a simple, but an effective way to limit the switch overvoltages, which occur in the conventional single‐switch flyback converter due to the ringing of the resonant circuit formed by the transformer leakage inductance and the transistor output capacitance. The clamping diodes in the two‐switch flyback topology clamp the maximum voltage across each switch equal to the DC input voltage. This paper presents a detailed analysis and design procedure of the diode‐clamped two‐switch flyback converter operated in discontinuous‐conduction mode (DCM). A comparison of power losses of the two‐switch and the single‐switch flyback converters is given. The two‐switch flyback converter was bread‐boarded to validate the theoretical analysis. Experimental results from a 20‐V/30‐W, 100‐kHz laboratory prototype verified that the maximum switch voltage is limited to the DC input voltage. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

变压器寄生电容对LLC空载稳定运行影响的研究

由于寄生参数的影响,LLC空载运行存在不稳定问题。针对变压器寄生电容对LLC空载稳定运行的影响,对副边采用铜带绕制变压器的寄生电容进行了建模,通过比较建立的模型和实验测量变压器的阻抗特性,验证建模的正确性。最后采用了一种有利于空载运行的变压器结构,并在一台500W样机上进行了验证。