摘 要

正激变换器因高可靠性及高效率的优势，被广泛应用于生活的各个角落。

本文在研究前，首先对开关电源进行了概述，简要介绍了宽输入变换器的背景和研究意义并交代了选题为正激变换器的理由。之后对正激变换器的概念及特征进行了概括，并对其中两种较为典型的类型：RCD正激变换器以及有源钳位正激变换器的结构、特征及工作模式分别进行分析和阐述。之后，对基本开关单元的基本结构及实现方式进行阐述，并列举了几个宽范围的正激变换器拓扑族。最后对两种典型的新型的宽输入范围正激变换器：独立RCD交错串联正激变换器以及独立有源钳位交错串联正激变换器的工作原理、模态、特性分别进行了理论分析，设计了仿真参数，并借助Saber软件搭建回路对理论分析进行仿真验证。仿真所得的数据及波形证实了理论分析的正确性，表明这两类拓扑具备宽输入电压场合的适应性，具有效率高和电压应力低等优点。

关键词：宽电压输入 开关单元 正激变换器 RCD 有源钳位

Research on Forward Converter with Wide Input Range

ABSTRACT

Forward converters are widely used in every corner of life because of their high reliability and high efficiency.

Before this article studies, the switching power supply is first outlined, the background and research significance of the wide input converter are briefly introduced, and the reason for the selection of the forward converter is explained. Afterwards, the concept and characteristics of the forward converter are summarized, and the structure, characteristics and working modes of two kinds of typical forward converters: RCD forward converter and active clamp forward converter Analyze and explain. Then, the basic structure and implementation of the basic switch unit are described. Several families of forward converter topologies are listed. Finally, the working principle, modes and characteristics of two typical novel wide input range forward converters: independent RCD interleaved series forward converters and independent active clamped interleaved series forward converters are analyzed theoretically. The simulation parameters and the use of Saber software to build a loop to verify the theoretical analysis. The simulation results verify the correctness of the theoretical analysis and demonstrate the adaptability of the two types of topologies with wide input voltages, with high efficiency and low voltage stress.

Key Words: wide-input-voltage; switching cell; forward converter; RCD; active-clamp

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1 开关电源概论 1

1.2 宽输入变换器的背景及研究意义 2

1.3 正激变换器的优势 3

1.4 本文研究的主要内容 3

第2章 传统正激变换器 5

2.1 正激变换器 5

2.1.1 正激变换器概述 5

2.1.2 正激变换器的拓扑结构 5

2.1.3 正激变换器工作模式 6

2.2 RCD正激变换器 8

2.3 有源钳位正激变换器 12

第3章 新型宽输入范围正激变换器 15

3.1 基本开关单元 15

3.1.1 结构原理 15

3.1.2 实现方式 16

3.2 宽输入变换器的拓扑族 17

第4章 新型宽输入范围正激变换器的分析及仿真 19

4.1 独立RCD交错串联正激变换器 19

4.1.1 工作原理和模态分析 19

4.1.2 特性的分析 23

4.1.3 功率参数的设计 26

4.1.4 仿真结果及分析 28

4.2 独立有源钳位交错串联正激变换器 30

4.2.1 工作原理和模态分析 31

4.2.2 特性分析 36

4.2.3 功率参数设计 37

4.2.4 仿真结果及分析 38

第5章 全文总结及展望 41

参考文献 42

致谢 45

绪论

开关电源概论

电源，即产生电能的设备。通常将其分成两类： 普通电源及特种电源。普通电源中开关电源的研究至今仍有很大的热度。

步入21世纪，半导体相关技术不断发展，得益于工艺水平的提升，日常生活中的便携电子设备结构不断复杂，体积日渐减小，旧式电源的性能不足以满足新时代的需求。同线性稳压器相比，开关电源具有效率高、可升降压、更加轻便、可用于大功率等优势，在线性稳压器慢慢失去市场后，成为稳压电源界的主流。

开关电源一般由四部分组成:主电路，控制电路，检测电路和辅助电路。设备运行时，一般处于开关状态。虽然饱和导通时刻电流很大，但电压很小，因此电路的损耗很小，电源的效率得到了提高。

开关电源可广泛用于各种尺寸的电源应用中。结合市场调研，开关电源发展的趋势如下:

相关图片展示：