雙正激變換器中高頻變壓器激磁電感的作用研究

工作區(qū)間四：

。這個階段的工作過程同穩(wěn)定工作狀態(tài)一中的階段

。持續(xù)時間

由工作占空比和開關(guān)周期決定。

工作區(qū)間五：

。這個階段的工作過程同穩(wěn)定工作狀態(tài)一中的階段

。持續(xù)時間記為

：

(7)

雙正激變換器當(dāng)式(8)成立時工作于穩(wěn)定工作狀態(tài)一，否則就工作于穩(wěn)定工作狀態(tài)二。

(8)

3.工作條件

為了使高頻變壓器正常復(fù)位，開關(guān)管的關(guān)斷時間應(yīng)該大于變壓器的復(fù)位時間。

3.1穩(wěn)定工作狀態(tài)一

在這個狀態(tài)下，當(dāng)原邊續(xù)流二

和

關(guān)斷時，高頻變壓器復(fù)位。即為了使變壓器正常復(fù)位應(yīng)滿足如下條件：

3.2穩(wěn)定工作狀態(tài)二

在這個狀態(tài)下，原邊續(xù)流二極管將不會導(dǎo)通。當(dāng)激磁電流到零時，變壓器復(fù)位。變壓器完全復(fù)位的條件為：

從上面的分析中，可得雙正激變換器正常工作的條件為：

圖5 (a)、圖5 (b)和圖5 (c)為當(dāng)開關(guān)頻率分別為60kHz、80kHz和100kHz時的變壓器激磁電感、工作占空比和源漏間總的寄生電容之間的關(guān)系。在實際的應(yīng)用中，開關(guān)頻率和并聯(lián)的MOSFET數(shù)目首先確定。從圖5 (a)、圖5 (b)和圖5 (c)可知，激磁電感值設(shè)計得越大，變壓器正常復(fù)位所能工作的最大占空比就越小。這就會影響變換器的變換效率。為了增加變換器工作的最大占空比，在高頻變壓器中加入一個小的氣隙來減小變壓器的激磁電感。從圖5 (a)、圖5 (b)和圖5 (c)亦可知，當(dāng)工作占空比和開關(guān)頻率一定時，為了實現(xiàn)變壓器的磁復(fù)位，設(shè)計的激磁電感值應(yīng)該隨著并聯(lián)的MOSFET數(shù)目的增加而減小。

圖6 (a)、圖6 (b)和圖6 (c)為主開關(guān)并聯(lián)的MOSFET數(shù)目為兩個IRFP460、三個IRFP460和四個IRFP460時的變壓器激磁電感、工作占空比和開關(guān)頻率之間的關(guān)系。從圖6 (a)、圖6 (b)和圖6 (c)可知，當(dāng)工作占空比和并聯(lián)的MOSFET數(shù)目一定時，為了實現(xiàn)變壓器的磁復(fù)位，設(shè)計的高頻變壓器的激磁電感值應(yīng)該隨著開關(guān)頻率的增加而減少。

當(dāng)開關(guān)頻率、并聯(lián)的MOSFET數(shù)目和最大工作占空比確定之后，從圖5(a)、圖5 (b)、圖5 (c)或圖6(a)、圖6 (b)、圖6 (c)中很容易得到激磁電感的限制值。例如，當(dāng)f=80KHz、D=0.4且并聯(lián)的MOSFET數(shù)目為四個IRFP460時，激磁電感

應(yīng)該小于3.5mH。

4.仿真和實驗結(jié)果

電路仿真和實驗中的參數(shù)為輸入

，主開關(guān)并聯(lián)的IRFP460的數(shù)目為四個(每個IRFP460的源漏間等效電容為680pF)，輸出電感為