电感分裂式推挽技术

1、电感分裂式推挽技术推挽电路因控制简单、无直通现象等优点，在中、低电压输入变换器中得到广泛应用，但推挽电路中两个开关管处于硬开关状况，随着开关频率的增高，开通功耗较大1。桥臂换向软开关在桥式变换器（包括半桥变换器）中得到广泛应用，如移相全桥软开关电路2，但桥臂换向软开关无法在推挽电路中应用，虽然文献3,4对推挽软开关作过探讨，但它只能应用于双管推挽电路，且增加一只开关管的导通损耗，这对低电压输入的推挽电路是不适宜的。针对这种情况，本文通过分裂次级直流滤波电感，再将其等效到初级实现推挽电路的零电压开通软开关技术。2电路拓朴结构及工作原理21主电路拓朴结构电感分裂式推挽换向软开关的主电路结构及其开关

2、管的控制方式如图1（a）及图1（b）所示。它与一般的推挽电路不同之处有两点：一是次级滤波电感分裂为两个（L1=L2=L），二是变压器次级给出两个去磁绕组LN3、LN4，它与V3、V4、L1、L2一起构成去磁回路。(a)主电路图(b)开关管的控制信号图1主电路及开关管的控制信号图22工作原理其电路可分为如下几个工作过程：（1）t0t1阶段，即开关管S1导通期间，变压器次级LN2产生下正上负的感应电压，变压器向负载传输能量，此时变压器次级LN2、二极管V2、电感L2和负载形成回路。t1时刻，S1关断，S1两端电压被电容C1箝位不能突变，所以S1是软关断。（2）t1t2阶段，t1时刻，S1关断，LP

3、2、GB、V6形成初级励磁泄放回路。同时在LN3两端产生上正下负的感应电压，此时二极管V3导通，电感L2、与负载R和变压器次级LN3形成iL2续流回路。t2时刻，S2被驱动。设此时iL2电流未泄放到零，初级V6仍为导通状态，S2两端电压为零，是零电压开通。（3）t2t3阶段，仍是iL2续流阶段，t3时刻，iL2泄放完毕。（a）t0t1阶段(b)和t1t1阶段（4）t3t4阶段，t3时刻，iL2=0，LP2上电流换向，变压器次级绕组LN1两端产生上正下负的感应电压，二极管V1导通。t4时刻以后，重复上半周工作过程。综合上述过程，可以看出该电路实现软开关的基本原理及特点：（1）在S1、S2都不导通

4、期间（t1t2,t4t5），L1（L2）的续流电流耦合到初级，形成V5、V6换向电流，这个电流能维持到S1、S2的驱动脉冲到来，就可以实现零电压开通。（2）分裂的L1、L2电流叠加对负载为连续状态。故L1、L2的综合效果是一直流滤波电感，但单个电感L1或L2的电流在整个周期是不连续的，在S1或S2开通期间呈交流电感性质，所以它和桥臂换向性串联在初级的电感所起的作用一样。3基本关系式31主要关系式依据上述电路的工作过程，得到各换向阶段的等效电路如图2所示。图2主电路的等效拓朴结构（1）t0t1阶段：变压器传输能量阶段，此时的等效拓朴结构如图2（a）所示。RC图中是变压器初级漏感和次级电感的等效电

5、感，为变压器次级负载折合到初级的等效负载，为变压器次级电容折合到初级的等效电容，则流过等效负载和等效漏感的电流iL2满足方程：(1)电路的初始条件为：iL2（t0）=0UC（t0)=Umin可求得该电路的解为：(2)式中（2）当t1t3阶段：续流阶段，其等效电路为图2（b）所示。次级回路的状态方程为：（3）边界条件：iL（t2）=ILP，uC（t2）=UOP（ILP为峰值电流，UOP为峰值电压）。若电路是理想的，即，这里假设uC（t）=常数,则求解式（3）得到：（4）iL2的续流时间为：(5)32问题及分析（1）由式（5）可以看出，只要t>(t3t1)时,电路就可实现零电压软开关技术。（2）由等效电路图2（b）及式（2）可以看出L1（L2）在电路中实质上起到了桥臂换向中的换向交流电感作用，因此它也存在占空比丢失问题4。（3）由于L1（L2）的开通电流与续流电流的等效回路参数基本相同，当NLN3=NLN1=NLN2时，极易造成初级S1（S2）电流为锯齿