【48812】级联型航空停止变流器直流环节电路拓扑研讨

时间: 2024-07-21 02:43:13 |   作者: CAN接口

　　是飞机供电体系的一个重要组成部分,用于将28V直流电改换为400Hz交流电，因为输入电压低，航空

　　的模板化和高功率，提出了级联型航空停止变流器计划 ，由四台逆变桥的输出级联得到体系输出，对应由四台高频直流改换器供给四台逆变桥所需求的阻隔直流电源。因为级联逆变器选用低压功率场效应管和低开关频率，具有极高的功率，因而新式航空停止变流器的功率首要依据直流改换环节。

　　1kVA新式航空停止变流器的直流环节的规划功率为300W，输入为18—32V，输出为48V，输入电压低、电流大。在输入低压大电流使用场合，推挽电路和单规矩激电路是两种可选计划。但推挽电路存在变压器铁芯偏磁、开关管关断时漏感能量在开关管上引起高的电压尖峰等问题。正激电路变压器为单向磁化，磁芯利用率低，一起还需求附加去磁电路，使电路变得复杂。一种新的电路拓扑——推挽正激电路 ，集中了正激电路和推挽电路的长处，一起克服了二种电路的缺陷，具有：a）按捺变压器的铁芯偏磁；b）变压器磁芯双向磁化；c）按捺开关管两头的关断电压尖峰等长处，是新式航空停止变流器直流环节的优选电路计划。

　　的作业原理，然后剖析了推挽正激电路的三种副边整流结构，最终经过试验比较，得出了适用于新式航空停止变流器的直流改换器计划。

　　。该改换器的两个开关管和两个变压器初级替换连接成一个回路，在回路两个相对的中点之间接有一个电容，另两个点接电源。两个初级有相同的匝数。D1, D2是场效应功率晶体管的体二极管。

　　因为开关管两头电压 ，0（若电压反偏，则体二极管导通，电压被钳位在零），所以开关管两头电压的 最大值为两倍的输入电压。图2所示为其稳态时作业原理波形。

　　开关管VQ1导通，VQ2关断。这期间电容上电压是输入电压，当VQ1导通时电源电压加在W1上，电容电压

　　漏感电流的值由占空比和空载电流决议，N为变压器次级线圈和初级线圈的变比。

　　输入电流的峰值与1/2负载电流成正比。当开关管VQ1关断时，此模态完毕。

　　这期间变压器漏感电流开释。由式（2）、式（3）可知，在t1－t2期间，

　　(电容取足够大)。漏感电流经过电源、W1、C和W2,因为电源电压和电容电压持平，漏感电流坚持不变。当开关管VQ2导通时此模态完毕。

　　t4生事W1和W2的漏感电流持平,当开关管VQ2导通时，此期间电源电压加在W2上，电容电压加在W1上，流过开关管的电流

　　全桥整流结构和全波整流结构中流过滤波电感的电流平均值等于输出电流平均值，而在倍流整流结构中，单个滤波电感上的电流是输全桥整流结构和全波整流结构中流过滤波电感的出电流平均值的一半。

　　全桥整流结构和全波整流结构中，输出滤波电感的电压频率是功率开关管的两倍，而倍流整流结构中，两个输出滤波电感的电压频率与功率开关管相同，一起因为输出电流纹波是两电感电流纹波的和，因而在要求相同输出电流纹波情况下，倍流整流结构中单个滤波电感的值是全桥和全波整流滤波电感的两倍。

　　3.2.2变压器次级线）可知，在相同输入电压，相同初级线圈匝数和相同的开关管导通占空比下，要使得输出电压相同，全波整流结构和倍流整流结构的次级线圈总匝数是全桥整流结构的两倍。

　　一起由三种整流结构作业原理的剖析可知，全桥整流结构和全波整流结构中变压器次级中电流均为倍流整流结构中变压器次级电流的2倍。

　　因为在相同输入电压，相同初级线圈匝数和相同的开关管导通占空比下，要得到相同的输出电压，全波和倍流整流结构的次级线圈匝数是全桥整流结构的两倍。因而全波和倍流两种整流方法中整流管的最大电压应力为全桥整流方法中2倍。但因为全桥整流方法中整流管的数目是其他两种整流方法的2倍，这就或许使得整流电路的导通压降的添加。

　　鉴于倍流整流的共同结构，它十分适合于输出低压大电流场合。因为倍流整流结构中的变压器和滤波电感可以共用一个磁芯，因而可简化元件的封装和减小体积。现在， 48V输入、1.2V/70A输出的改换器满载功率可到达85% 。

　　1kVA新式航空停止变流器需求独立的四路48V直流电，因而直流改换环节的规划目标为：输出功率300W，输入电压为18—32VDC，输出电压为48VDC，开关频率为100kHz。

　　基于此目标规划了三种次级整流方法的直流改换器样机。三台样机的原边开关管

　　，选用CL233型金属化聚酯膜介质电容器，变压器选用EE42铁芯，输出滤波电容为

　　因为三种副边整流方法对改换器的原边作业无影响，改换器的首要作业波形是相同的。图6、图7给出了推挽正激改换器变压器原边电流和箝位电容电压波形。试验波形与理论剖析符合，说明晰样机规划参数的合理性。

　　表1和表2给出了三台样机分别在20V和28V输入和不同负载时的功率数据。

　　由表1和表2可见，关于新式航空停止变流器，直流改换器选用推挽正激全波整流电路能得到最高的功率，在悉数输入电压范围内，额定负载时功率可到达89%以上，到达了Vicor第二代电源模块的性能目标 。

　　（1） 新式航空停止变流器中的低压大电流直流环节是影响其功率的重要的条件。推挽正激改换器具有避免开关管的电压尖峰和按捺变压器偏磁的特色，是输入低压大电流场合的优选计划。

　　（2） 研发了推挽正激电路采纳三种次级整流方法的直流改换器样机，选用全波整流结构可以到达最高的功率，样机的功率到达了Vicor第二代电源模块的性能目标。

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