基于软开关与磁集成技术的Cuk变换器

【摘要】： 上世纪60年代以来,开关电源应用越来越广泛,开关电源技术快速发展并日趋成熟,在新型半导体器件、新电磁材料、新变换技术、新控制理论和新软件的时代背景下,朝着高频率、高效率、高功率密度、高功率因数和高可靠性方向发展。 软开关技术利用谐振原理,在功率开关器件的开通或关断过程中,使开关管的电压或电流等于零,实现功率开关器件的零电压开通或零电流关断,从而解决了硬开关方式工作带来的诸多问题。软开关技术发展迅速,从谐振技术、准谐振技术、零开关PWM技术,到零转换PWM技术,还在不断向前进步,具有非常光明的发展前景。 磁性元件(电感和变压器等)在电力电子系统中,主要完成能量的储存和转换,输入输出滤波和输入、输出间电气隔离等功能,其体积、重量在系统总体积、总重量中占有相当比例。据统计,磁性元件的重量一般为系统总重量的百分之三十到百分之四十,体积一般为系统总体积的百分之二十到百分之三十,功率器件的高频化发展有利于降低磁元件的重量与体积,但效果不理想。磁集成技术是将分立磁性元件通过一定的耦合,集成到一个磁芯上,既减小了电力电子装置的体积,提高系统的功率密度,又减小了纹波,简化各种滤波器,增强了装置的电磁兼容能力。 将软开关和磁集成技术结合起来,应用到隔离型Cuk变换器中,将开关电源的两种先进技术应用到同一个开关电源中,具有非常巨大的理论价值。分析的电路的工作原理,介绍电路、磁路元件设计方法,最后用Saber仿真软件对该电路进行仿真,仿真结果证明了分析的正确性。