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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本文在Buck电流馈电推挽电路的基础上，提取并推导出四类新的非隔离型推挽单元，分别生成以这4种推挽单元为基础的拓扑族。通过分析比较各种拓扑的异同点，为PCU系统中DC-DC变换器的选择提供理论支持。
1推挽单元的分类
图2为常见的Buck电流馈电推挽电路[19](Buckcurrent-fedpush-pullconverter，BuckCFPPC)，它由Buck电路和推挽电路级联而成，其中推挽管占空比固定为0.5，通过调节Buck管的占空比实现对输出电压的控制。
BuckCFPPC的输入电流为MOS管Q3的电流，因此输入电流断续，另外该拓扑为隔离型拓扑，不适用于PCU系统。为了解决上述问题，可以将传统推挽单元中变压器副边中抽连接至输入电源正端[20]，从而生成一种新的非隔离型推挽单元——I类推挽单元，如图3(a)所示。该推挽单元的输出相当于在原有输出电压的基础上叠加了输入电压，实现了升压功能，并且副边中抽流过的电流可以有效避免输入电流断续。I类推挽单元的MOS管同在变压器原边，当Q1导通时，变压器感应出同名端为负，异名端为正的电势使二极管D1导通；当Q2导通时，变压器感应出同名端为正，异名端为负的电势使二极管D2导通。由于部分功率可以不经过变换器直接传递到负载，因此I类推挽单元的效率较高。
传统推挽单元可以等效为两组并联的正激变换单元。I类推挽单元的变压器绕组是复用的，即Q1或Q2导通时工作的变压器绕组不同。在保证推挽功能的前提下，也可以实现变压器绕组共用，即Q1或Q2导通时工作的变压器绕组相同，只需将D1、D2的阳极分别连接至Q2、Q1的漏极即可，在此定义为II类推挽单元，推导过程如图4所示。其工作原理与I类推挽单元类似。