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单电感电流连续型推挽类拓扑的推衍和特性研究

2019-08-03 07:27:45      点击:
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2.2II类推挽单元的拓扑族

为使BuckCFPPC的输入输出电流连续,将Buck电路的MOS管和二极管移至负线端,改进后的拓扑II-A如图6(a)所示,该拓扑的控制思想与拓扑I-A相同,文献[15]将该拓扑命名为addonsmart。

该拓扑中变压器Np绕组的异名端和Ns绕组的同名端共同接至输入电源正端,相当于在原有输出电压的基础上叠加了输入电压,从而实现升压功能;当Q3关断时,输入电源和电感共同向负载供电,从而保证输入电流连续。相比于BuckCFPPC,该拓扑的输入电流并没有全部流经Q3,因此减小了开关导通损耗。拓扑II-A只有当N=1时输出电流为低纹波,此时输入电流呈脉冲状,且高值为2iL,低值为iL。其输入输出电压关系为Uout/Uin=1+d'。

拓扑II-A中,为防止变压器磁饱和,需在Q1、Q2的控制脉冲之间加入死区,因此输出电流同样会出现凹陷。将拓扑II-A的二极管D3移除,MOS管Q3一直导通,并将电感L移至正线端,得到拓扑II-B,如图6(b)所示。对于拓扑II-B,其控制思想与拓扑I-B、I-C相同。当Q1、Q2关断时,电感同时通过变压器原副边续流,不需要增加额外的续流二极管,因此该类拓扑结构最为简单。由于输入电流为电感电流,因此输入电流为低纹波;为实现稳态时一个等效开关周期内的电感电流正向变化量与负向变化量相等,需满足N=1,此时输出电流高值为iL,低值为0.5iL,输入输出电压关系满足Uout/Uin=1/(1−d)。

2.3III类推挽单元的拓扑族

将拓扑II-A的II类推挽单元替换成III类推挽单元即可得到拓扑III-A,如图7(a)所示,其控制思想与拓扑II-A相同。该拓扑只有当N=1时输出电流为低纹波,此时输入电流呈脉冲状,且高值为3iL,低值为2iL。其输入输出电压关系为Uout/Uin=1+0.5d'。

同样可将拓扑II-B的II类推挽单元替换成III类推挽单元即可得到拓扑III-B,如图7(b)所示,其控制思想与拓扑I-B、I-C相同。该拓扑输入电流为低纹波,为满足稳态时一个等效开关周期内的电感电流正向变化量与负向变化量相等,需满足N=1。此时输出电流呈脉冲状,且高值为iL,低值为2iL/3,输入输出电压关系满足Uout/Uin=1/(1−2d/3)。