張維強(qiáng)，李永建，薛 剛，曹 磊

（河北工業(yè)大學(xué) 電磁場(chǎng)與電器可靠性省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300130）

1 kW推挽升壓開關(guān)電源設(shè)計(jì)

張維強(qiáng)，李永建，薛 剛，曹 磊

（河北工業(yè)大學(xué) 電磁場(chǎng)與電器可靠性省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300130）

介紹一款以SG3525為主控芯片，采用推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用高頻變壓器對(duì)12 V直流進(jìn)行隔離升壓的開關(guān)電源；通過(guò) SG3525控制器產(chǎn)生高頻脈寬調(diào)制（PWM）波，控制開關(guān)管通斷，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行升壓整流．推挽電路中加入了有源鉗位電路，可以減少開關(guān)管的漏極尖峰．變壓器的設(shè)計(jì)利用初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)方式來(lái)提高整機(jī)的效率．并設(shè)計(jì)了電池過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)電路．經(jīng)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該開關(guān)電源具有效率高、可靠性高、電路簡(jiǎn)單、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn)．

推挽升壓；SG3525；脈寬調(diào)制；保護(hù)電路

0 引言

車載供電、光伏電池一般為直流12 V（或24 V）左右．為了能向后級(jí)用電電器提供電能，需要前級(jí)高效的升壓變換器，通常采用推挽式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[1]．推挽式電路具有驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開關(guān)變壓器磁芯利用率高、輸出電流瞬態(tài)響應(yīng)速度高，電壓輸出特性好等優(yōu)點(diǎn)．但是由于器件的參數(shù)和驅(qū)動(dòng)電路脈沖寬度不容易保證其一致性，容易造成變壓器的磁芯偏磁，而且變壓器帶有中心抽頭，開關(guān)管的承受電壓較高；由于變壓器原邊漏感的存在，功率開關(guān)管關(guān)斷的瞬間，漏源極會(huì)產(chǎn)生較大的電壓尖峰[2]，另外輸入電流的紋波較大，因而輸入濾波器的體積較大．為了消除開關(guān)管的電壓尖峰和提高整機(jī)效率，在傳統(tǒng)的推挽變換器中加入了有源鉗位電路和變壓器的設(shè)計(jì)改用初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)方式[3]．

考慮汽車內(nèi)惡劣的工作環(huán)境對(duì)開關(guān)電源的電氣性能、空間大小、抗干擾能力和安全性都有較高的要求，因此提高開關(guān)電源的前級(jí)升壓的效率顯得及其重要．

本文設(shè)計(jì)了一款1 kW 的推挽升壓開關(guān)電源，對(duì)其設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，為了保證可靠性，還進(jìn)行了電池的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)的設(shè)計(jì)．

1 推挽電路的工作原理及電路圖

比較典型的推挽式變換器電路[4]，如圖1所示．該變換電路結(jié)構(gòu)緊密、容易驅(qū)動(dòng)，且高頻變壓器為雙向勵(lì)磁．在控制電路PWM波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，VT1、VT22個(gè)開關(guān)管不斷交替通斷，將直流輸入電壓變換成交流高頻脈沖電壓，再經(jīng)整流濾波將脈沖交流變?yōu)橹绷鞲邏海畧D中N1=N2，2個(gè)開關(guān)管VT1、VT2在驅(qū)動(dòng)電路激勵(lì)PWM波信號(hào)的控制下交替通斷，將輸入的直流電壓變換成高頻交流的電壓，再經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷海谧儔浩鞯脑?，推挽電路?個(gè)開關(guān)管VT1和VT2，2個(gè)原邊繞組N1和N2，在變壓器的副邊有繞組N3，全橋整流二極管VD1～VD6，及輸出濾波電感為L(zhǎng)1，輸出濾波電容為C3，負(fù)載為R．其中VD1、VD2分別為2個(gè)開關(guān)管寄生的反并二極管，C1、C2分別為2個(gè)開關(guān)管寄生的結(jié)電容．

圖1 推挽電路原理圖Fig.1 Push-pull circuit principle diagram

首先分析推挽升壓主電路的工作原理．在進(jìn)行分析前，假定所有的功率器件都是理想型器件，即VT1、VT2能瞬時(shí)開通和關(guān)斷，每個(gè)功率開關(guān)管內(nèi)部自帶的二極管VD1、VD2均為理想二極管．2個(gè)開關(guān)管每個(gè)工作周期為T，導(dǎo)通時(shí)間均為Ton，占空比均為：D=Ton/T．在變壓器輸出交流電壓的1個(gè)周期內(nèi)，電路工作模態(tài)主要有如下4種[5]：

1）模態(tài)1[t0t1]

在t0時(shí)刻，VT1導(dǎo)通，VT2截止，Uin通過(guò)VT1加到變壓器的初級(jí)繞組N1上．二極管VT3、VT6導(dǎo)通，電感電流經(jīng)過(guò)變壓器副邊繞組、濾波電容C3及負(fù)載R，電感電流逐漸增大．由于變壓器的作用，因此將有2倍的輸入電壓（2Uin）施加到截止的開關(guān)管VT2上．此模態(tài)等效電路如圖2所示．

2）模態(tài)2[t1t2]

當(dāng)激勵(lì)消失時(shí)，即t1時(shí)刻，VT1、VT2管均截止．其集電極施加的電壓均為輸入電壓Uin．變壓器初級(jí)繞組中的電流為0，電感L通過(guò)4個(gè)二極管續(xù)流，每個(gè)二極管流過(guò)的電流為電感電流的一半，電感電流下降．

3）模態(tài)3[t2t3]

在t2時(shí)刻，VT2導(dǎo)通，VT1截止，Uin通過(guò)VT2加到變壓器的初級(jí)繞組N2上．二極管VT4、VT5導(dǎo)通，電感電流經(jīng)過(guò)變壓器副邊繞組、濾波電容C3及負(fù)載R，電感電流逐漸增長(zhǎng)．由于變壓器的作用，因此截止的開關(guān)管VT1上也將有2倍的輸入電壓（2Uin）．此模態(tài)等效電路如圖3所示．

4）模態(tài)4[t3t4]

在t3時(shí)刻，VT1截止，VT2截止，此模態(tài)同模態(tài)2．

推挽升壓電路的工作過(guò)程中，當(dāng)其中只有1個(gè)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，其漏源極之間的電壓將為2倍的輸入電壓（2Uin），從圖4所示的波形中也可看出．在開關(guān)管加入死區(qū)時(shí)間是為了避免燒壞開關(guān)管，以防同時(shí)導(dǎo)通．在推挽電路中2個(gè)開關(guān)管即使都不導(dǎo)通，在導(dǎo)通前流過(guò)整流二極管的電流不能立即消失，會(huì)在變壓器副邊出現(xiàn)類似短路的電流，在開關(guān)管導(dǎo)通瞬間，如果這個(gè)電流沒(méi)有消失，再通過(guò)變壓器電感耦合，這個(gè)短路電流流經(jīng)開關(guān)管會(huì)在其兩端形成1個(gè)電流尖峰．在開關(guān)管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截止時(shí)，由于變壓器原邊側(cè)漏感和引線等效電感的存在，漏感兩端的電流不能立即突變，產(chǎn)生很高的反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)直接作用在開關(guān)管漏源極兩端，形成較大的電壓尖峰．此時(shí)開關(guān)管漏極電壓就不僅僅是輸入電源電壓，也包括了漏感兩端電壓，如果在另1個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通前，漏感儲(chǔ)存的能量在死區(qū)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有完全釋放，這樣就形成了電壓尖峰．

圖2 模態(tài)1等效電路圖Fig.2 Mode1 equivalent circuit diagram

圖3 模態(tài)3等效電路圖Fig.3 Mode3 equivalent circuit diagram

圖4 主要參考波形圖Fig.4 The main reference waveform

通過(guò)分析開關(guān)管漏源極出現(xiàn)的尖峰，在推挽電路變壓器的原邊繞組側(cè)并入了1個(gè)開關(guān)管VT3，為了防止VT3寄生二極管的導(dǎo)通，電路還加入2個(gè)二極管D1和D2，其中VT3只在VT1、VT2死區(qū)時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通．這樣VT1、VT2漏極的尖峰就限制在D1、D2和VT3的壓降之和，然而這個(gè)壓降很小，漏感的尖峰的能量也能釋放回輸入電池電源和C4．對(duì)于采用低電壓大電流電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合，這種電路的損耗更小，效率更高，因?yàn)槁└械膬?chǔ)能比較小，所以在VT3選型時(shí)可選擇較小的額定電流，從而節(jié)約了成本．改進(jìn)的電路圖如圖5所示．

在推挽電路連續(xù)工作的周期中，由于2個(gè)對(duì)稱的開關(guān)管每次只能有1個(gè)導(dǎo)通，因此開關(guān)管的導(dǎo)通效率高、損耗?。忠?yàn)樽儔浩鞑捎玫碾p端方式工作，體積相對(duì)而言很小，磁芯利用率也較高．因此在低壓輸入大功率的升壓系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛．

圖5 改進(jìn)的推挽電路原理圖Fig.5 Push-pull circuit principle diagram of the improved

2 1 kW主電路設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組成及工作原理

整個(gè)系統(tǒng)主要由5部分組成，包括輸入電源、兩路對(duì)稱的推挽控制電路、全橋整流濾波電路、直流母線反饋穩(wěn)壓電路和保護(hù)電路[6]，如圖6所示．在PWM波的控制下，兩路對(duì)稱推挽電路在變壓器副邊側(cè)串聯(lián)輸出360 V的交流脈沖，再經(jīng)整流濾波后生成330 V的直流電，穩(wěn)壓控制電路是將輸出的高壓直流采樣后，與參考電壓比較，經(jīng)光耦隔離將比較結(jié)果反饋到SG3525芯片中，調(diào)節(jié)占空比來(lái)進(jìn)行穩(wěn)壓控制．

圖6中VT1～VT4為MOSFET開關(guān)管，型號(hào)為RU190N08Q，VT1、VT3與VT2、VT4為兩路信號(hào)，在SG3525輸出的PWM信號(hào)控制下交替導(dǎo)通．占空比調(diào)節(jié)是通過(guò)外圍電路采樣比較電壓輸入到SG3525進(jìn)行調(diào)節(jié)的．

圖6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.6 System structure diagram

2.2 高頻變壓器設(shè)計(jì)

高頻變壓器在電路中起著升壓隔離和能量傳遞的雙重作用，是系統(tǒng)至關(guān)重要的一部分．推挽電路中的高頻變壓器為雙向勵(lì)磁方式，變壓器的利用率比較高，考慮到冗余設(shè)計(jì)其主要參數(shù)為：輸入電壓：12 V；輸出電壓：360 V；輸出功率：1 000W；工作頻率：50 kHz；額定輸出電流：5 A；變壓器器效率：85%．

在變壓器設(shè)計(jì)中，采用2個(gè)變壓器初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)[7]，此結(jié)構(gòu)不僅保持了每個(gè)變壓器電路的優(yōu)點(diǎn)而且變壓器匝數(shù)比也將減為原來(lái)單個(gè)變壓器時(shí)的一半，且串聯(lián)輸出的電壓與原來(lái)一樣．另外由于匝數(shù)比減小，這樣能較好的解決初級(jí)和次級(jí)的耦合問(wèn)題，也能減小變壓器損耗，有利于功率的輸出．當(dāng)輸出功率相等時(shí)，流過(guò)變壓器初級(jí)和功率開關(guān)管的電流都會(huì)減少一半，每個(gè)變壓器的初級(jí)銅耗和每個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通損耗都將減為原來(lái)的四分之一，所有變壓器的初級(jí)銅耗和所有開關(guān)管的導(dǎo)通損耗也將減為原來(lái)的一半，這樣不僅有助于減少開關(guān)管的電流尖峰，而且有效的提高了變壓器的效率．

變壓器參數(shù)如下：

變壓器輸入電壓Uin=12 V，輸出電壓V0=180 V，額定輸出電流I0=5 A，二極管的壓降Vdf=0.6 V，變壓器效率為=85%，因此每個(gè)變壓器的輸出功率為

可以取磁芯磁通密度Bw=0.1 T，線圈導(dǎo)線電流密度J=KjAwAeX，其單位為A/cm2，Kj，X為溫度參數(shù)值，分別取值為366、 0.12，窗口使用系數(shù)為K0=40%，Kf為波形系數(shù)，取常數(shù)4．變壓器的工作頻率fs=50 kHz，變壓器的磁芯類型可根據(jù)磁芯的窗口面積Aw和磁芯的有效面積Ae來(lái)確定．其AP的表達(dá)式為[8]

由公式 (2)可以看出，選取EE55或EI60磁芯都可滿足要求，這里選擇EE55磁芯，其中Aw=386.34mm2、Ae= 354.00mm2．將Aw、Ae的值帶入式3可求得電流密度為

繞組線徑和匝數(shù)計(jì)算如下．

初級(jí)繞組線徑面積：

初級(jí)繞組匝數(shù)計(jì)算：

次級(jí)繞組線徑面積：

次級(jí)繞組匝數(shù)計(jì)算：

考慮初級(jí)繞組的匝數(shù)較少，為了減少漏感，采用1.4mm線徑的漆包線20股并繞的方法．次級(jí)采用0.8mm線徑的漆包線2股并繞的方法．并在纏繞的過(guò)程中要注意初、次級(jí)繞組緊密耦合．

3 SG3525控制電路設(shè)計(jì)

3.1 DC/DC控制電路與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

3.1.1 控制電路設(shè)計(jì)

SG3525是一種功能全、性能好的電壓控制芯片，雙通道推拉輸出來(lái)直接驅(qū)動(dòng)開關(guān)管．其內(nèi)部含有軟啟動(dòng)控制電路、欠壓鎖定電路，具有頻率和死區(qū)時(shí)間都可調(diào)的特點(diǎn)．還有過(guò)流保護(hù)功能，同時(shí)也能提供最大占空比為49%的脈寬控制．由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，因而被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源的控制電路中．

腳16為SG3525的基準(zhǔn)電壓源輸出，精度可以達(dá)到（5.1±1%）V．5、6、7腳外接的定時(shí)電阻電容電路構(gòu)成了SG3525的振蕩器，其中5和7端外接的電阻可改變死區(qū)時(shí)間．本設(shè)計(jì)取CT=2 200 pF（222），RT=12 k，RD=47，經(jīng)計(jì)算振蕩器輸出頻率為50 kHz左右，，所以11、14腳輸出兩路互補(bǔ)的PWM波得頻率為25 kHz，符合設(shè)計(jì)要求．8引腳上外接1個(gè)10 V/10F的軟啟動(dòng)電容，該引腳為高電平時(shí)，芯片才開始工作．l、2、9腳及其外圍電路構(gòu)成PI調(diào)節(jié)電路．當(dāng)直流母線電壓偏高時(shí)，經(jīng)TL431穩(wěn)壓源中的基準(zhǔn)電壓與R14、R15分壓取得的采樣電壓與進(jìn)行比較，陰極處形成的誤差電壓使LED的工作電流發(fā)生改變，再經(jīng)光耦PC817隔離可使腳1、腳9的電壓和電流改變，經(jīng)SG3525芯片內(nèi)部電路運(yùn)算，使腳11、14輸出的占空比下降，從而使直流母線輸出電壓維持穩(wěn)定[9]．SG3525芯片的外圍電路及直流母線穩(wěn)壓控制電路如圖7中所示．

圖7 SG3525的外圍電路及直流母線穩(wěn)壓控制電路Fig.7 Peripheral circuit and DC bus voltage stabilizing control circuit of SG3525

3.1.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

為提高電路的效率及功率器件工作的可靠性，需要設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)放大控制電路輸出的信號(hào)．對(duì)于開關(guān)電源而言，驅(qū)動(dòng)電路作為控制電路和功率電路的接口，起著極其重要的作用，所以需要優(yōu)化設(shè)計(jì)開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路[10]．其中驅(qū)動(dòng)電阻計(jì)算原則為：一是在開關(guān)管開通瞬間，驅(qū)動(dòng)回路中的驅(qū)動(dòng)電阻必須有足夠大的阻尼來(lái)阻止驅(qū)動(dòng)電流的震蕩；二是防止開關(guān)管關(guān)斷時(shí)漏源極間產(chǎn)生很大的使得開關(guān)管再次誤開通，應(yīng)當(dāng)盡量減小關(guān)斷時(shí)驅(qū)動(dòng)電路的電阻．圖8是由三極管8050、8550構(gòu)成的圖騰柱驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)圖，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)圖騰柱電路放大后，再經(jīng)過(guò)1個(gè)驅(qū)動(dòng)電阻Rg對(duì)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)．其中Rg是三極管圖騰驅(qū)動(dòng)與開關(guān)管之間加的下拉電阻，為保證開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)能力和安全，一般取值為1～10 k．Lk是驅(qū)動(dòng)回路的感抗，Rpd為開關(guān)管柵源極的下拉電阻（一般取10～100 k），開關(guān)管導(dǎo)通后，下拉電阻Rpd可以為開關(guān)管柵極積累的電荷提供泄放回路．Cgd，Cgs，Cds為開關(guān)管的3個(gè)寄生電容，這里暫不考慮開關(guān)管開關(guān)瞬態(tài)它們對(duì)電路的影響．在驅(qū)動(dòng)電阻Rg兩端反并聯(lián)1個(gè)二極管Doff，可防止開關(guān)管的誤開通，若開關(guān)管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止時(shí)，截止電流就會(huì)流過(guò)二極管，由于開關(guān)管的門檻電壓一般為2.5 V以上，而此時(shí)開關(guān)管兩端電壓僅為二極管導(dǎo)通壓降（0.7 V），完全不足以使開關(guān)管再次導(dǎo)通．

圖8 驅(qū)動(dòng)電路原理圖Fig.8 Principle diagram of driving circuit

3.2 保護(hù)電路設(shè)計(jì)

在車載逆變器的設(shè)計(jì)中電池欠壓保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，過(guò)流保護(hù)以及過(guò)熱保護(hù)必不可少[11]，它們是系統(tǒng)能安全可靠的運(yùn)行保障，保護(hù)電路選用具有兩路差動(dòng)輸入運(yùn)放LM 393，+12V電源供電．將采集的電池電壓信號(hào)接入到由LM 393芯片搭建的比較器中，比較器的輸出端與 SG3525的 10腳（shut_down）連接．當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等不正?，F(xiàn)象時(shí)，運(yùn)放LM 393比較器的同向輸入就會(huì)大于反向輸入，從而輸出高電平，觸發(fā)反饋保護(hù)電路使SG3525的10腳也升為高電平，關(guān)斷PWM信號(hào)輸出使系統(tǒng)立刻停止工作，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到正常值時(shí)才重新工作．該保護(hù)電路也進(jìn)行了合理的參數(shù)設(shè)計(jì)，其中電池欠壓和過(guò)壓保護(hù)極值分別為9.8 V 和15.8V，若車載電池電量過(guò)低，系統(tǒng)也會(huì)報(bào)警．為了避免在開機(jī)時(shí)輸入電源不穩(wěn)定，在欠壓端加入了延時(shí)RC電路．保護(hù)電路示意圖如圖9所示．

圖9 保護(hù)電路示意圖Fig.9 Schematic diagram of protection circuit

4 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 仿真結(jié)果

為了驗(yàn)證理論分析，在Matlab/simulink環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)建模，對(duì)推挽升壓變換器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證．仿真基本參數(shù)如下：Uin=12 V，U0=360V，f=50 kHz，D=0.45，C=580F，L=1mH，R=150．其中開關(guān)管選為MOSFET，整流電路為單相全橋整流電路，整流器件選為不可控整流二極管；濾波電路采用LC低通濾波器[12]；輸出端接純阻性負(fù)載．分別對(duì)開關(guān)管的觸發(fā)脈沖波形和高頻變壓器輸出的交流脈沖電壓波形進(jìn)行了測(cè)試．仿真結(jié)果如圖10、圖11所示，由圖可見，仿真結(jié)果與理論分析一致．

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述分析，制作了1臺(tái)1 kW推挽升壓變換器樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：Uin=12V，U0=360V，f=50 kHz，其中輸入濾波電容采用4只4 700F/25V高頻電解電容并聯(lián)，輸出濾波電容采用2只330F/450V高頻電解電容并聯(lián)，輸出濾波電感L=1 000H．其中功率開關(guān)管的電壓波形如圖12所示，單變壓器與雙變壓器對(duì)應(yīng)不同功率下的效率曲線圖如圖13所示．

圖10 3個(gè)開關(guān)管觸發(fā)脈沖波形圖（D=0.45）Fig.10 Three switch tube trigger pulse waveform(D=0.45)

圖11 高頻變壓器輸出的交流脈沖電壓波形圖Fig.11 AC pulse voltage waveform of the output of high frequency transformer

圖12 實(shí)驗(yàn)波形Fig.12 Experimental waveforms

圖13 變換器效率曲線Fig.13 Converter efficiency curve

由圖12的波形中可以看出，功率開關(guān)管漏源級(jí)兩端承受的最大電壓約為2倍的輸入電壓，由于鉗位電路的存在，雖然有一定的電壓尖峰，尖峰已經(jīng)得到了有效地抑制．由圖13可知，當(dāng)輸入電壓12V時(shí)，滿載效率為90.3%；當(dāng)輸出功率為800W左右時(shí)，最高效率可達(dá)92%左右．并且當(dāng)輸入電壓為12 V時(shí)，雙變壓器的效率要比單變壓器的效率（圖中最下面曲線）高2%～3%．這主要得益于推挽升壓電路中變壓器的初級(jí)串聯(lián)、次級(jí)并聯(lián)的連接方式以及在制作過(guò)程中繞組緊密的纏繞，這樣有效抑制了開關(guān)管電壓尖峰，減少了變壓器的漏感和初級(jí)銅耗以及開關(guān)管的導(dǎo)通損耗，從而提高了整個(gè)升壓變換器的效率．

5 結(jié)束語(yǔ)

目前車載逆變電源需求量不斷增大，雖然車載電源在輸出波形和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面已經(jīng)很成熟，但目前整機(jī)效率和控制保護(hù)等方面有待提高，也是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)．要想提高整機(jī)的效率，必須先保證前級(jí)升壓的高效率，本文通過(guò)分析和驗(yàn)證，在直流推挽電路中通過(guò)加入鉗位電路和雙變壓器結(jié)構(gòu)，降低了功率開關(guān)管的導(dǎo)通損耗和變壓器的初級(jí)銅損，提高了變換器的效率．這種電路在低壓輸入大功率的升壓系統(tǒng)中有極大的應(yīng)用價(jià)值．

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[責(zé)任編輯 代俊秋]

The design of the1 kW push-pull switching power supply

ZHANG Weiqiang，LI Yongjian，XUE Gang，CAO Lei

(Province-Ministry Joint Key Laboratory of Electromagnetic Field and Electrical Apparatus Reliability,Hebei University of Technology, Tianjin 300130,China)

This paper introduces a SG3525 as the main chip,using push-pull topology,switching power supply for isolated boost to 12V DC using high frequency transformer.The SG3525 controller generates a high frequency pulse width modulation(PWM)wave,controls the on-off of the switch tube,and boosts rectifier the input signal.Push-pull circuit with active clamp circuit,can reduce the drain pipe peak switch.Transformer design using primary parallel secondary series can improve the efficiency of the whole machine.The battery overvoltage,undervoltage,overcurrent,overheating protection circuit are designed.The simulation and experiments prove the switching power supply has the advantages of high efficiency,high reliability,simple circuit and low electromagnetic interference.

push-pull;SG3525;pulse width modulation;protection circuit

TM 61

A

1007-2373(2016)05-0007-09

10.14081/j.cnki.hgdxb.2016.05.002

2016-07-19

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（YQ2013034）；新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華北電力大學(xué)）開放課題（LAPS16002）

張維強(qiáng)（1988-）男（漢族），碩士生．