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谐振复位双开关正激变换器的研究
发布时间:2015-04-15 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]- 1及S3的电压应力均为输入电压Vin，而S2的电压应力则是复位电压。
3 特性分析
根据以上的分析可以看出，S1及S3为一对互补开关，两者寄生输出电容上的电压 vds1与vds3之和等于输入电压Vin。因此，当其中vds1（或vds3）等于零时，vds3（或vds1）就等于Vin，可见开关S1及S3的电压应力均为输入电压。
开关S2的源漏间并联了谐振电容Cr，其值远大于S2的寄生插件电感器输出电容Coss2，所以，Cr上的电压就是S2所要承受的电压。在S1及S2关断后，激磁电感Lm和谐振电容Cr开始谐振，在Cr上产生一正弦电压对变压器进行磁复位。因此，开关S2的电压应力就是该复位电压的峰值。
可见，该变换器的开关电压应力和单开关正激变换器相比要小得多。
该变换器的另一优点是可以工作在占空比大于50％的状态下。如图4所示，当主开关S1及S2同时导通一体成型电感器，辅助开关S3截止时，加在变压器原边的电压为正，大小等于输入电压。当主开关S1及S2同时截止，辅助开关S3导通时，Lm和Cr谐振在Cr上产生的电压对变压器进行磁复位。通过选择较小的Cr值，该复位电压可以大于输入电压，使得变压器的复位时间小于正向导通时间，从而得到一个大于50％的占空比。这样的好处是既可以减小变换器一次侧的导通损耗，又可以减小二次侧整流二极管的电压应力。
此外，由于Cr上的电压谐振到零之后，主开关S2才开通，所工字电感器以谐振电容不会带来额外的损耗，相反使得S2实现了零电压开通，其本身的开关损耗也大大下降了。而S3在导通之前是体二极管导通，即S3也是零电压开通的，开关损耗大大减小。因此，该变换器的转换效率要比单开关谐振复位正激变换器高得多。
4 实验结果
一台采用谐振复位双开关正激DC/DC变换器拓扑的实验样机，验证了该拓扑的工作原理和特性。该样机的规格和主要参数如下：
输入电压Vin 250V～400V；
输出电压Vo 54V；
输出电流Io 0～5A；
工作频率f 70kHz；
主开关S1及S2 STP11NM60；
辅助开关S3 IRF830；
整流二极管DR1 HE模压电感R1604PT；
续流二极管DR2 B20200；
变压器T n=40∶20，Lm=3mH，Ls=15μH；
滤波电感L1 30μH；
谐振电容Cr 200pF。
图5是输出4A时的主要实验波形。其中图5(a)是输入电压为250V时，变压器原边的电压波形，可以看出占空比为53％左右，证明该变换器可以工作在占空比大于50％的状态。图5(b)是输入等于400V时，主开关S1门极驱动电压和漏源间的电压波形，其中漏源电压正向平台为400V，正好等于输入电压。图5(c)是输入等于400V时，主开关S2门极驱动电压和漏源间的电压波形，其中漏源电压按正弦变化，其峰值为46一体电感器0V左右，该电压对变压器进行复位。同时从图中可以看出在门极电压变高之前，vds2已经谐振到零，S2是零电压开通的。图5(d)是输入等于400V时，辅助开关S3门极驱动电压和漏源间的电压波形，其中源漏电压正向平台也为400V。
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