零電流零電壓開關(guān)交錯并聯(lián)雙管正激變換器的研究

1 引言

雙管正激變換器具有開關(guān)管電壓應力低，不存在橋臂直通危險，可靠性高的優(yōu)點。但是，它的一個突出缺點是工作占空比要小于0.5，導致整流輸出的電壓和電流脈動較大，使得濾波器的體積較大。為了克服這一缺點，可以采用交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)，對于輸出端，有兩種并聯(lián)方式：一是在輸出濾波電容側(cè)并聯(lián)，二是在續(xù)流二極管側(cè)并聯(lián)。后者要優(yōu)于前者，因為，在輸出電流脈動相同時，在續(xù)流二極管側(cè)并聯(lián)的濾波電感量是在輸出濾波電容側(cè)并聯(lián)的濾波電感量的1/2。本文研究的電路拓撲如圖1所示。采用交錯控制可以提高等效輸出占空比，提高變換器的等效頻率，減小輸出電流脈動，進而減小濾波器的體積^[1]。

圖1 交錯并聯(lián)雙管正激變換器原理圖

為了抑制開關(guān)管上在關(guān)斷時由于變壓器漏感所產(chǎn)生的電壓尖峰，所以，在圖1的電路拓撲中采用了LCD無損吸收網(wǎng)絡^[2]。

2 工作過程分析

兩個變換器的變壓器的兩個副邊交錯并聯(lián)后，在輸出濾波電容處再串聯(lián)。為了簡化分析，在圖2開關(guān)模態(tài)等效電路中只畫了每個變壓器的一個副邊。并假設(shè)所有開關(guān)和二極管均為理想器件，考慮變壓器輸出端的續(xù)流二極管和整流二極管的換流過程，MOSFET的漏源之間的結(jié)電容大小均為C_s；C₁=C₂，L₁=L₂；變壓器變比n=N₁/N₂，兩變壓器的漏感大小均為L_lk；濾波電感足夠大，這樣濾波電感和濾波電容及負載電阻可以看成一個電流為I_o的恒流源。

（a）模態(tài)1

（b）模態(tài)2

（c）模態(tài)3

（d）模態(tài)4

（e）模態(tài)5

（f）模態(tài)6