2.5工作模态5[t4，t5] 等效电路如图3(d)所示。在t4时刻，副边整流二极管D4导通，电源Uin通过变压器原边Np2向负载传递能量。同时电感Lr1电流iLr1和电感Lr2电流iLr2在输入电压和副边折算到原边的电压共同作用下，分别线性下降和上升。当开关S3、S4关断时，该模态结束。在该模态中，漏感电流分别为：
从t5时刻开关管S3、S4关断之后，该变压器开始另半个周期工作，其工作过程和前半个周期类似，这里不再赘述。
图3直流变压器各模态等效电路
3输入输出特性
直流变压器采用开环控制，每只开关管在接近0.5的占空比下工作。以S1、S2导通为例，直流变压器在稳态工作时的简化等效电路及副边电流波形，如图4所示。
图4变换器的简化等效电路和副边电流波形
由电路和波形可得：
其中：Io为负载电流，Is为电流iNs2在t4时刻的值，由式（11）可知，输出电压和电感Lr、整流二极管寄生电容等有关。由式（14）可以得知，为了得到较硬的输入输出外特性，必须减少变压器原边电感。
4ZVS条件
根据前面的分析，实现ZVS开通（以开关S3、S4为例）必须满足下面两个条件：
（1）保证开关两端的电压下降到零；（2）开关管在t1-t3时间间隔内导通。
为保证开关管两端电压下降到零，电感Lr在开关管关断时刻(t0时刻)的能量必须足够大。电感Lr电流取决于输出功率、输入电压和输出电压的大小，所以，电感Lr是直流变压器主要设计参数。
4.1电感Lr取值对直流变压器影响
（1）电感越大，越容易在轻载下实现ZVS。
（2）电感越大，输出电压降越大。
由式（11）可知，Lr越大，IS越小；在相同负载条件下，由式（14）可知，输出电压越小。
4.2ZVS开通条件
（1）为保证开关管两端的电压下降到零，由式（4）可知：
结合式（11）和图3(b)，可得：
由式（16）可知，负载越小，为实现ZVS开通所需的电感就越大。
（2）开关管在t1-t3时间间隔内导通，即开关管关断时间Toff必须满足：
结合式（4）、（11）和图3(b)，可得：
5实验结果
实验参数为：Uin=240V-300V，匝比n=11:13，Po=2kW，开关频率f=100kHz，D=0.48。变压器采用双EE55B铁心绕制，MOSFET选用IRF460。原边箝位二极管和副边整流二极管均为DSEI30-06A。图5-图7分别给出了Lr1=Lr2=25µH、Uin=270V、输出电压Uo=180V、Po=2kW时的主要实验波形。
图5ZVS开关波形
图5为开关管S1两端电压和驱动波形。可见开关管开通时，开关管两端电压已经减小到零，实现ZVS开通；在开关管关断时，开关电压慢慢上升，为ZVS关断。
图6满载驱动和副边电压波形
关键词：
直流变压器
零电压开关
双管正激变换器
加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号：EEPW
或用微信扫描左侧二维码
相关文章
