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隨著車載電源的迅速發(fā)展，其功率等級越來越大，輸入電壓等級多種多樣。目前大部分車載用電設(shè)備都需用有效值220V的交流電壓供電，要求采用升壓型DC/DC和DC/AC變換器。為傳遞更大的功率，前級DC/DC變換器的電流等級被迫提升，尤其是在直流輸入端中，使得效率問題更加突出，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。對有效值為220V的交流電壓供電而言，有些場合可采用幅值為220 V的交流方波電壓，有些場合需采用基波幅值為311V的交流正弦電壓。鑒于功率等級的提高，在維持高效率前提下，單級DC/DC變換器的上限功率很難接近1kW.在此設(shè)計了滿載輸出500W、效率90單級12V/220V的DC/DC變換器單元，并實現(xiàn)兩級次級串聯(lián)方案，滿載輸出功率1 kW，滿載效率90.為提高效率并減少體積，采用平面變壓器、定稿日期：2010-09-15研究方向為電力電子與電力傳動。
次級軟開關(guān)和CA1524控制器等技術(shù)，并給出工作原理、設(shè)計過程及有關(guān)實測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。
DC/DC變換器的設(shè)計2.1推挽逆變的原理在DC/DC變換器中，由于推挽變換器主電路、驅(qū)動電路都較簡單，而且采用橋式整流電路，可降低整流二極管的電壓定額，因此對于輸入電壓低、輸出電壓高的DC/DC變換器，選用推挽逆變和全橋整流來構(gòu)成其功率電路，如所示。
傳統(tǒng)推挽逆變-全橋整流DC/DC變換器設(shè)變壓器初級匝數(shù)NP=NP1+NP2，T為高頻變壓器。由于驅(qū)動電路的作用，VS1，VS2交替導(dǎo)通，每個功率開關(guān)的占空比相等且均小于50，從而將直流輸入電壓變成高頻方波電壓，通過高頻變壓器進(jìn)行升壓，再經(jīng)次級全橋整流、濾波后得到所期望的直流電壓。該DC/DC變換器工作方式為：當(dāng)VSi導(dǎo)通，VS2截止時，Ui加到Npi上，初級電流流經(jīng)VSi，同時變壓器次級電流通過VD3和VD6向負(fù)載供電；當(dāng)VS2導(dǎo)通，VSi截止時，Ui加到Np2上，初級電流流經(jīng)VS2，同時變壓器次級電流通過VD4和VD5向負(fù)載供電；當(dāng)VSi，VS2均截止時，初級不向次級傳輸能量，則負(fù)載的能量來自次級電感L和濾波電容C. 2.2平面變壓器的設(shè)計考慮到該DC/DC變換器的相關(guān)參數(shù)，同時為了減少變換器的體積，設(shè)計采用DN500-12S110型平面變壓器。該變壓器可在更高的頻率下工作，有利于提高電源轉(zhuǎn)換效率，且其體積、重量大大降低，而效率更高。
平面變壓器次級繞組采用銅皮，貼繞在多個同樣大小的沖壓鐵氧體磁芯表面，故其輸出電壓取決于磁芯的個數(shù)，且平面變壓器的輸出電壓可通過串聯(lián)進(jìn)行擴(kuò)充，以滿足設(shè)計要求。基于變換器設(shè)計要求，該平面變壓器選擇了EE43型磁芯。
設(shè)初次繞組匝數(shù)比Npi：Np2：Ns=2：2：22.在1kHz的測試頻率和有效值0.3V的測試電壓條件下，平面變壓器初級電感Lp=112 pH，漏感為0.1 pH，次級電感為16pH，漏感為80pH.初級直流電阻為1.3mfl，次級直流電阻為0.19. 2.3諧振軟開關(guān)的設(shè)計為提高效率，可將軟開關(guān)技術(shù)引入到推挽變換器中。示出諧振軟開關(guān)推挽DC/DC變換器電路，其中變壓器漏感Lr和諧振電容Cr組成了串聯(lián)諧振支路。其中Lr=Lsr+Lpi/n2，Lsr為次級漏感，LF為變壓器初級漏感，n為變壓器匝比。
諧振軟開關(guān)推挽DC/DC變換器電路于瑋，徐德鴻，周朝陽，等。并聯(lián)UPS系統(tǒng)均流控制。
張凱。基于重復(fù)控制原理的CVCF-PWM逆變器波形控制技術(shù)研究。武漢：華中科技大學(xué)，2000.（上接第101頁）3.不同輸出電壓和輸出功率下，變壓器次級兩級串聯(lián)DC/DC變換器的系統(tǒng)效率曲線如所示。
表1兩級串聯(lián)諧振軟開關(guān)DC/DC變換器實測數(shù)據(jù)系統(tǒng)效率曲線結(jié)論基于平面變壓器、次級軟開關(guān)技術(shù)和CA1524控制器的12V/220VDC/DC變換器單元可較容易地實現(xiàn)1kW以上輸出功率，90的滿載效率。
基于該變換器單元可實現(xiàn)變壓器次級繞組多級串聯(lián)DC/DC變換器，實現(xiàn)更大的功率輸出并保持較高效率。該設(shè)計方案可用于車載電源和光伏發(fā)電領(lǐng)域，完成低直流電壓到高直流電壓的轉(zhuǎn)換。
