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研究电动汽车用准谐振变换器模块
来源:本站整理  作者:佚名  2013-04-10 08:41:41


3.2待机损耗
    本文设计的控制芯片具有跳周期控制功能,能够很好地降低待机损耗。在不同的输入条件下对2台DC-DC变换器的待机损耗进行了测试,记录数据如表2、表3所示。

    从表2中可以看出,在待机状态下,输出功率为0.5 W时,输入功率小于1W,满足待机损耗小于1W的设计要求。但是表3中的待机损耗比表2的超出很多,且都远大1W,这就说明PWM硬开关方式实现的变换器待机损耗大,且效率低。

3.3波形分析
    本文提出的准谐振DC-DC变换器带有同步整流功能,一次侧开关管能够实现零电压开通,二次侧输出整流不仅能够实现和输入保持同步,还能够实现零电流关断,并在宽输入电压范围的情况下,其转换效率能够优化设计在输入电压范围的高端。

    相同负载、不同输入条件下的开关管漏源电压波形如图5所示。

    通过图5测试波形可知,相同负载时,输入电压越高,开关管漏源电压越大,漏源电压随输入电压的升高而增大,但总体上都小于200 V,体现钳位电路的缓冲作用;占空比随输入电压的增大而减小;开关频率随输入电压的增大有所升高。以上4个工作时刻都运行在准谐振状态,这也证明了在负载不是很轻或非空载时,宽电压输入范围内能够保证电路工作在准谐振模式。

    相同输入条件、不同负载下的开关管漏源电压波形如图6所示。

 

    从图6测试波形可知,相同输入电压下,漏源电压随着负载的减轻而降低,占空比随之变小。当负载不是很轻或空载时,开关频率增加缓慢,系统自动运行在准谐振状态,保证了开关管在极小值处开通。当负载减小到很轻时或接近空载时,电路系统将自动进入跳周期模式,开关频率迅速下降,开关管几乎不开通,电路损耗很小。这就证明了采用跳周期控制策略实现的准谐振反激变换器电路,有效地降低了开关频率对负载的依赖,减小了待机损耗。

    为了进一步降低输出电路导通损耗,提高变换器效率,本文在输出整流电路部分采用了导通电阻极小的MOSFET管构成的同步整流器,其测试波形如图7所示。

    由图7可以看出,输出整流电路和输入电路步调保持完全同步,即:开关管关断时,同步整流器立即开通;开关管开通时,同步整流器迅速关断,并且是零电流自然关断。这证明.了利用MOSFET构成的同步整流器替代传统的二极管整流,不仅能够减小输出整流电路的导通损耗,还能降低开关损耗。

4结论

    综上所述,本设计中的准谐振反激式DC-DC变换器凭借电路结构简单、电磁干扰小和先进的软开关和同步整流技术,达到了高效节能、降低生产成本的目的,作为电动汽车的12V供电系统备用转换设备,具有很强的实用性和优越性。该方案的研究在目前车载DC-DC变换器发展的基础上有所改进和突破;该方案的实施,在一定程度上,能够弥补国内电动汽车电源供电系统的不足,完善电动汽车的电能供电结构,优化电动汽车的性能,对促进电动汽车的发展具有很大的意义。

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