一种双变压器串联谐振软开关推挽电路（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）电源技术＜２００８年７月７３■＜浙江大学张辉邓嘉马皓1引言推挽拓扑在升压电路中得到了广泛应用。在两级结构的纯正弦波输出车载逆变电源中，该DC/DC变换器用来作前一级的升压电路。利用串联谐振软开关技术［1-2］，该升压电路具有开关管开关损耗小，效率高等优点，但由于输入电压低，输出电压高，故变压器的损耗会较大。针对12V输入、360V输出的具体DC/DC变换器，提出一种双变压器软开关推挽电路，两个推挽变换器的变压器次级串联，以实现串联谐振软开关，并与单变压器电路作比较分析。最后按照产品设计要求，分别研制了一台双变压器和一台单变压器的变换器，并对该结构进行了验证。2双变压器串联谐振软开关电路2.1主电路构成及工作原理图1所示的软开关推挽电路中MOSFET开关管和整流二极管均工作在零电压开通和零电流关断条件下，不仅效率高，并且电路的重量轻，体积小，成本低，输出电压纹波小［3-5］。应用于纯正弦波输出车载逆变电源中的推挽电路需要将12V蓄电池电压升压到逆变电路所需的360V中间直流母线电压。考虑到蓄电池电压的波动，为使变换器在10V的输入电压下正常工作，变压器次级绕组和初级绕组的匝数比较大。这将导致出现变压器初、次级耦合不够紧密，损耗增大等问题，最终造成效率下降。为提高变换器效率，在上述电路基础上，提出一种双变压器串联谐振软开关电路拓扑，两个推挽变换器的变压器次级串联，并且实现串联谐振软开关，如图2所示。该变换器包括4个MOSFET开关管VT11，VT12，VT21，VT22、两个变压器、串联谐振电路、输出整流器、输出滤波电容Co和负载RLo旁路电容C11，C12，C21，C22利用MOSFET开关管漏源极间的寄生电容，串联谐振电感L利用变压器次级的漏感。选择串联电路的谐振频率为电路工作的开关频率。由于C0较大，故输出电压可看作近似恒定；谐振电路损耗忽略不计。令谐振电感电流iL和谐振电容电压uc的初始值分别为iL0和uC0，则iL和uc应满足：一种双变压器串联谐振软开关推挽电路摘要：针对输出电压与输入电压之比较高的推挽变换器，提出一种双变压器串联谐振软开关推挽电路，以提高其效率。两个推挽变换器的变压器次级串联，并且实现串联谐振软开关。给出了其电路构成及工作原理，推导分析了该电路的工作过程。在此基础上，对该电路与单变压器串联谐振软开关推挽电路作了比较研究。最后研制了１２Ｖ输入、３６０Ｖ输出、２００Ｗ功率的ＤＣ／ＤＣ变换器。通过实验证明，该电路具有较高的效率。关键词：变压器；串联；谐振／推挽电路；软开关图１单变压器串联谐振软开关推挽电路原理图电源技术＜２００８年７月７４电路达到稳态后，开关管导通时L-C串联谐振电路的压降为零。令开关管从to时刻开始导通，则在导通阶段，式(2和式(3可简化为：由上述分析可得图3所示的电路理想工作波形。其中iml，im2分别为两个变压器的激磁电流。(1阶段1［t0，t1］VT11，VT21在零电压条件下导通，VTl2，VT22关断,通过L，C谐振，当流过VT11，VT21的电流谐振到零时，VTl1，VT21实现零电流关断。(2阶段2［t1，t2］VT11，VT21，VT12，VT22都关断，通过变压器剩余的激磁电流，使C11，C21充电至2Uin，同时C12,C22上的电压放电到零。(3阶段3［t2，t3］VT12，VT22在零电压条件下导通，VT11，VT21关断，通过L，C谐振，当流过VT12，VT22的电流谐振到零时，VT12,VT22实现零电流关断。(4阶段4［t3，t4］VT11，VT21，VTl2，VT22都关断，通过变压器剩余的激磁电流，使C12，C22充电至2Uin，同时C11,C21上的电压放电到零。可见，阶段2和4的时间由开关管漏源极间的寄生电容和变压器激磁电流决定，在t2或t4时刻后开通VT12，VT22或VT11，VT21即可实现零电压开通。2.2双变压器电路与单变压器电路的比较分析可见,双变压器电路用次级串联的两个变压器取代了单个变压器。其初级的两个独立的推挽主电路分别连接输入电源，并采用相同时序的控制信号。该电路利用两个变压器次级漏感之和作为串联谐振电感，无需额外的电感，保持了单变压器电路的优点。此外，其优点还有：①变压器匝比减为原先单个变压器时的一半，在输入电压一定时，次级电压减为原先的一半，次级串联后得到的电压等于原先的电压。由于匝比减小，较好解决了初、次级的耦合问题，减小了损耗。②输出功率一定时，流过开关管和变压器初级的电流都减半。因此，单个开关管的导通损耗和单个变压器的初级铜耗将减为原先的1/4，全部开关管