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第32卷 第3期 2018年5月湖 南 工 业 大 学 学 报Journal of Hunan University of TechnologyV ol.32 No.3 May 2018doi:10.3969/j.issn.1673-9833.2018.03.0012收稿日期：2017-06-23基金项目：国家自然科学基金资助项目（51607064），湖南省自然科学基金资助项目（2016JJ5038），湖南省教育厅优秀 青年基金资助项目（17B072）作者简介：彭 洵（1993-），男，湖北武汉人，湖南工业大学硕士生，主要研究方向电力电子及电力传动， E-mail ：pengxun92@通信作者：廖无限（1969-），男，湖南攸县人，湖南工业大学工程师，硕士生导师，主要从事电力电子的教学与研究， E-mail ：380079548@双管反激辅助电源设计彭 洵，廖无限，谌 军，徐丽虹（湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南 株洲 412007）摘 要：针对三相交流输入的电动汽车充电机、变频器、光伏逆变器等变换器辅助电源的问题，设计了一种基于双管反激结构的辅助电源，采用UC2844A 电流型PWM 控制芯片，实现了四路电压的隔离输出，5伏输出时通过LDO 芯片进一步稳压。
测试结果表明：该辅助电源可以输出80 W 额定设计功率，效率高达84%，且纹波小；在100~800 V 宽范围电压的直流输入下，能实现四路电压的稳定输出。
可见，该电源是一种结构可靠、成本较低、应用广泛的高性能辅助电源。
关键词：UC2844A ；开关电源；双管反激；脉冲宽度调制中图分类号：TM919；TN86 文献标志码：A 文章编号：1673-9833(2018)03-0065-06Design of Dual Switch Flyback Auxiliary Power SupplyPENG Xun ，LIAO Wuxian ，CHEN Jun ，XU Lihong（College of Electrical and Information Engineering ，Hunan University of Technology ，Zhuzhou Hunan 412007，China ）Abstract ：In view of the flaws of the auxiliary power supply of the battery charger, frequency converter,and photovoltaic inverter of three-phase AC input electric vehicles, an auxiliary power supply based on dual switch flyback has thus been designed, which utilizes UC2844A current type PWM control chips to realize the isolated output of the four circuit voltages, further stabilizing the 5 volt output by LDO chips. The test results show that the auxiliary power supply can output 80 W rated design power with small ripple waves, with its ef ficiency up to 84%. A stable output of four circuit voltages can be realized via the DC input of 100~800 V wide range of voltage. It is a reliable, low-cost, and widely used high-performance auxiliary power supply.Keywords ：UC2844A ；switching power supply ；dual switch flyback ；pulse width modulation (PWM)0 引言虽然辅助电源的功率一般较小，并且在系统中只是起辅助供电作用，但是辅助电源的可靠性会影响电动机整机的性能。
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2020.15.061基于双管正激拓扑的AC/DC开关电源磁性器件设计杨旭东 吕小刚 刘崇义(北京航天万源科技有限公司 北京 100176)摘 要：介绍了应用在常规单相交流市电输入，采用高频变压器隔离，输出直流电压的AC/DC开关电源中的变压器、输出滤波电感器等关键磁性器件的计算方法，并详细的给出了每一步的计算公式和其中涉及的参数说明。
按照文中所给出的磁性器件设计方法，在产品设计中只需根据实际要求略作修整，即可完成磁性器件的设计工作，提高设计效率。
关键词：双管正激 变压器设计 电感设计中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)05(c)-0061-02根据设计需求，采用双管正激电路进行了AC/DC隔离电源的研制。
1 电源的功率电路双管正激电路的两个开关管受同一驱动信号控制，同时开通或关断，是公认可靠性最高的电路拓扑，功率部分电路如图1所示。
2 磁性器件设计输入交流220VAC/50Hz；输出电压42V；输出电流20A。
对变压器及输出电感设计如下。
2.1 变压器设计采用面积乘积法。
工作频率设为50kHz。
脉冲最大占空比Dmax设为0.4。
变压器工作效率假设为80%。
整流二极管压降设为0.7V。
Pin=Vo×Io÷η=42×20÷80%=1050W (1) Ap=(2)查磁芯P M62：Ae=5.5c m2，A n=3.877c m2，A p’= Ae×An=21.4cm4。
因Ap’>Ap，满足要求。
原边绕组Np==17.28匝（Np取18匝） (3) Ae磁芯截面积，ΔB工作最大磁感应强度。
副边绕组Ns==8.4匝(Ns取9匝) (4)Vo(max)输出电压，Vd输出整流二极管压降。
副边绕组电流峰值Isp=1.1×Io=1.1×20=22A (5)副边绕组电流有效值I RMS1=(6)续流二极管电流有效值I RMS2=(7)原边绕组电流峰值Ipp= (8)原边绕组电流有效值PRMS=(9)绕组电流密度按J=6A/mm2选择，则原边、副边绕组截面积：Sep= IPRMS/J=6.3A/6=1.05mm2 (10) Ses= IRMS1/J=12.6A/6=2.1mm2 (11)原边一根QZ-2-1.2漆包线，截面积为1.17mm2。
摘要开关电源是一种弱电和强电相结合的复杂电力电子装置，对于软开关电源，在一个工作周期内有多种工作模式，器件工作状态的影响因素很多，因而对设计手段提出了更高的要求。
而采用计算机仿真的方法研究开关电源的直流变换部分，可以对不同的设计方案进行快速的性能预测和比较，发现问题并及时改进。
本论文讨论了一种新型双管正激软开关DC/DC变换器的电路拓扑。
主功率器件采用IGBT元件，由功率二极管、电感、电容组成的谐振网络改善IGBT的开关条件，克服了传统开关在开通和闭合过程中产生功率损耗的缺点，减小了输出电压纹波，提高了电路效率。
论文中详细分析了电路工作原理，在不使用辅助开关管的情况下，实现了主功率开关管的软开通或关断。
依据设计原理建立了电路的仿真模型，利用Matlab/Simulink软件搭建了仿真模型，优化了主电路参数，记录了电路关键参数波形图，通过电路仿真验证了电路的可行性，该电路具有输出纹波小和输出功率高的特点。
该电路结构简单、成本低、工作频率高、效率高，有较高实用价值。
关键词：DC/DC变换器；双管正激；软开关；仿真AbstractThere is complicated relation between Power and electronics in device of the switching Power supply．For the soft-switching power supply，there are several modes in one work cycle and the working state of the switching device is influenced by so many terms and conditions．so it requires more advanced research means．If we research the switching power supply by computer simulation，different method and performance of the system can be compared rapidly，and the problems can be found soon and improved in time．The present paper discussed one new kind of double barrel to stir up soft switch DC/DC converter electric circuit analysis．The main power component uses the IGBT part，by the power diode, the inductance，the electric capacity is composed the resonant network to improve the switch condition of the IGBT，it will overcome the traditional switch to clear and in the closed process the power production will lose，it reduced the ripple voltage and improved the power efficiency．Entire chapter paper multianalysis electric circuit principle of work，in does not using in the auxiliary switching valve's situation，It has realized the main power switching valve's zero potential zero electric current clear and the shutdown．As it has established electric circuit's simulation model based on the principle of design，has built the simulation model using the Matlab/Simulink software，optimized the main circuit parameter，has recorded the electric circuit key parameter oscillogram，has confirmed this electric circuit principle of work analysis accuracy through the circuit simulation．This circuit structure is simple，the cost is low，the operating frequency is high，and the efficiency is high, so the converter has the high use value．Keywords：DC/DC converter；Double Barrel Forward；Soft-switching；Simulation目录第1章概述 (1)1.1 引言 (1)1.2 开关电源技术的发展状况 (1)1.3 课题的研究背景 (3)1.4 课题研究主要内容 (3)第2章DC/DC变换技术分析 (4)2.1 DC/DC变换器的分类 (4)2.2 正激变换器的原理 (5)2.3 本章小结 (10)第3章软开关技术分析及开关管的选择 (11)3.1 软开关电路的分类 (11)3.2 软开关与硬开关电路特性比较 (12)3.3 开关管的选择 (14)3.4 本章小结 (17)第4章软开关双管正激变换器的分析 (18)4.1 软开关双管正激变换器原理 (18)4.2 系统主要仿真参数的设计 (20)4.3 本章小结 (21)第5章双管正激软开关变换器的仿真研究 (22)5.1 Matlab仿真软件介绍 (22)5.2 主电路仿真 (23)5.3 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章概述1.1 引言电源大致可以分为两类：发出电能的电源和变换电能的电源。
华中科技大学硕士学位论文高效率双管正激变换器的研究姓名：吴琼申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：熊蕊20070210摘要高功率密度、高可靠性和高稳定性是现代电力电子功率变换器不断追求的目标。
双管正激变换器作为一种主要的电力电子功率变换器，由于其开关电压应力低，具有内在抗桥臂直通的能力可靠性高等优点，使得它在通信电源、焊接电源、计算机电源等很多领域都得到了广泛的应用。
本文旨在不增加原主电路和控制电路复杂性的基础上，从变压器原边主开关管驱动方式和副边整流电路两个方面，对传统双管正激电路做出改进，提高电路的效率。
文章对改进后电路的工作过程及具体应用时遇到的问题做出了分析，给出了解决方案。
与传统电路相比，改进后的电路控制电路得到了简化，两个主开关管中的一个能够工作在零电流开通和零电流关断状态，同步整流电路克服了死区和轻载环路电流的影响，电路的整体性能得到了提高。
实验过程中利用峰值电流型PWM控制芯片UC2845，制作了一台15V/300W的样机，实验证明样机工作稳定，各种保护功能完备，改进后的双管正激电路较传统电路效率提高3～4个百分点，整机满载效率最高可达88％。
关键字：双管正激电压自驱动同步整流门极电荷保持环路电流AbstractHigh power density as well as high reliability has always been the goal to pursue in the field of modern electric power converters. As one kind of the modern electric power converters, two transistor forward converter has many attractive characteristics, such as low switch voltage stress, inherent anti-break-through capability, and high reliability. It becomes one of the most widely used topology in the industrial application, especially in the telecommunication energy systems, welding machines and computer power supply.Based on driven approach of main power switch in the primary side of the transformer and rectifier circuit, this paper aims at not increasing the complexity of the main circuit and control circuit of origin, to improve the traditional two transistor forward converter and enhance the efficiency of circuit. The paper made analysis of the process of improved circuit and the specific problems encountered by the application and gave the solutions of the pared with the traditional circuit, the control circuit of the improved converter has been modified to streamline, one of the two main switches can work in a ZCS state, synchronous rectifier circuit can overcome the dead zone and light load loop current, and the circuit's overall performance has been enhanced.Using the current mode PWM controller, a 15V/300W power system was developed during the experiment by the author. The experiment proved stable jobs of the system and simplifying control circuit (similar with the Forward circuit).The circuit improved 3-4 percentage points more efficient than traditional circuit, with the maximum efficiency of 88% of full load.Keywords: t wo transistor forward converter self voltage drivensynchronous rectification gate charge retentioncirculating current独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
一种双晶体管正激有源钳位软开关电源的设计引言现在世界资源短缺，各国政府及社会各界越来越要求节能降耗。
中国政府也正秉持这一国际化趋势的理念在不断迈进，这一趋势在未来几年还会加速，这势必为响应这一国际趋势的科技型企业带来巨大的机遇。
同时对技术薄弱的电源企业就是一个巨大的考验。
在电源行业来讲，这几年大家一直致力于80PLUS的产品研发，时至今日，这项技术在大的企业已经得到普及。
接下来的方向就是如何来达到85PLUS的要求。
这对于一般的适配器或高电压直流输出的电源来讲没有什么问题，大家很容易就可以实现。
但是对于一般的PC电源或服务器电源这种带多输出中低直流电压的电源来讲，要达到85PLUS就不这么容易了。
电源目前常见的几种可以实现高效率的电路拓扑来讲，单晶体管有源钳位技术现在有很多厂商推广，但是目前使用情况还是不太普及，全桥零电压开关的技术也有人使用，也同样没有得到广泛普及。
现今在大的电源使用上大家最常用的就是双晶体管正激，目前很多厂商从300W～1200W的范围都有使用，同时可以满足80PLUS的要求，但是目前要作到85PLUS就很难，不进行一些技术变更几乎不可能。
基于目前的情况，本文介绍一种利用有源钳位技术在双晶体管正激上实现软开关的设计方法，并给出实际的设计案例及实验结果。
双晶体管正激有源钳位软开关的工作原理双晶体管正激有源钳位软开关主电路如图1所示。
参阅图2至图7，详细讲述双晶正激有源钳位开关电源的工作过程如下：1）功率传输阶段（t0～t1），如图2所示，该阶段第一主开关管VT1和第二主开关管VT2同时导通，而钳位开关管VTR1处于关断状态。
加在变压器上的输入电压使励磁电流线性上升，初级向次级经变压器传输能量。
次级VD1导通，VD2截止，L1上的电流线性上升，整流滤波后供给负载RL.在此条件下VD1和VD2刚好ZVS下导通，因其体二极管先前已经在导通状态（如图6所示）2）谐振阶段（t1～t2），如图3所示，在占空比的控制下，第一主开关管VT1和第二主开关管VT2在t1时刻同时关断，变压器磁芯极性反转。
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飞兆推出一款双管反激式解决方案一体型(All-In-One, AIO) 应用设备电源的设计人员一直面对对空间有限、满足世界各地能源法规要求，以及提供易于设计之解决方案的挑战。
为了应对这些挑战，全球领先的高性能功率和移动产品供应商飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor) 推出一款采用mWSaver 技术的双管反激式解决方案。
用于AIO 设备的传统电源拓扑解决方案包括LLC 和单开关准谐振(QR) 反激式拓扑。
要在易于设计性、不同负载水平的功率损耗，以及效率三方面取得平衡时，每种拓扑都各有其优劣之处。
对于AIO 设备的功率范围，LLC 提供最佳的总体效率，优于双管QR 和单开关QR 反激式转换器。
不过，由于LLC 变压器的设计很难，因此在三种拓扑中具有最高的轻负载功耗。
单开关QR 反激式转换器的效率最低，但是它们易于设计且在轻负载下具有低功耗。
飞兆半导体的双管QR 反激式拓扑和次级端同步整流方案是用于AIO 应用设备的理想解决方案，能够提供良好的总体效率，降低轻负载功耗，而且易于设计。
飞兆半导体提供的AIO 解决方案非常适合75W~230W 功率范围应用，包括FAN6920MR 集成式临界导通模式PFC 和准谐振电流模式PWM 控制器产品；FAN7382 栅极驱动器；以及用于反激式拓扑和正激续流整流的FAN6204 次级端同步整流(SR)控制器。
而且，这些器件都具有同级最佳的无/轻负载功耗，能够实现达到2013 ErP 标准的设计，并可省去LLC 解决方案所需的附加电路。
此外，这些器件采用了mWSaver 技术，可为AIO 解决方案提供最低的待机输入功率。
准谐振控制技术既能够减少缓冲器和泄漏电感的损耗，同时也可改进散热性能。
此外，它更降低了SR MOSFET 的Vds 以提高效率，并实现更。
