280 W移相全橋軟開(kāi)關(guān)DC／DC變換器設計

圖2中，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中，該變換器有16種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，這里只分析前8種狀態(tài)。在分析前，先作如下假設：除輸出整流二極管外，所有開(kāi)關(guān)管、二極管、電感和電容均為理想器件：變壓器的漏感很小，可以忽略不計；Lf>>Lr／K2(K是變壓器原副邊匝比)：輸出整流二極管等效為一個(gè)理想二極管和一只電容的并聯(lián)。
1)狀態(tài)1[t0，t1]：在t0時(shí)刻以前，VQ1，VQ4和VDRl導通。在t0時(shí)刻，VQ1關(guān)斷，諧振電感上的電流iLr對C1充電，對C2放電，由于有C1和C2，VQ1為零電壓關(guān)斷，VD5和VD6不導通。
2)狀態(tài)2t1，t2]：t1時(shí)刻，C3的電壓降為O，VD3自然導通，此時(shí)可以零電壓開(kāi)VQ3。CDR2繼續放電，iLr和變壓器原邊電流ip繼續下降。
3)狀態(tài)3[t2，t3]：t2時(shí)刻，CDR2完全放電，VDR2導通，2個(gè)整流二極管都導通，副邊短接，iLr和ip相等，處于自然續流狀態(tài)。
4)狀態(tài)4[t3，t4]：t3時(shí)刻，關(guān)斷VQ4，ip給C2放電，給C4充電，iLr和ip相等，一起線(xiàn)性下降，由于有C2和C4，VQ4是零電壓關(guān)斷。
5)狀態(tài)5[t4，t6]：t4時(shí)刻，VD2導通，VD2能夠零電壓開(kāi)通。t5時(shí)刻，ip由正向過(guò)零，且向負方向增加，由于ip不足以提供負載電流，VDR1和VDR2仍然導通，Vin全部加在Lr上，iLr和ip同時(shí)線(xiàn)性負增長(cháng)。
6)狀態(tài)6[t6，t7]：t6時(shí)刻，VDR1關(guān)斷，VDR2流過(guò)全部負載電流。Lr與CDR1諧振，給CDR1充電，iLr和ip繼續線(xiàn)性負增長(cháng)。
7)狀態(tài)7[t7，t8]：t7時(shí)刻，Cdr1電壓上升到2Vm，VD6導通，將原邊電壓箝位在Vin，因此CDR1電壓被箝位在2Vin／K，到t8時(shí)刻，ip等于iLr，VD6關(guān)斷。
8)狀態(tài)8[t8，t9]：在此狀態(tài)中，原邊給負載提供能量，iLr和ip相等。

2 磁性元器件設計
2．1 變壓器設計
變壓器原副邊匝數比為

式中，Vin min為輸出電壓最小值，V。為輸出電壓，VD為輸出整流二極管壓降，Dmax為副邊最大占空比，這里取為0．8，因此，匝數比K取為2。
用鐵氧體磁芯EE55繞制該變壓器，原邊用7根線(xiàn)徑為0．33 mm的漆包線(xiàn)并繞28匝，副邊用11根線(xiàn)徑為O．33 mm的漆包線(xiàn)并繞14匝。
2．2 輸出濾波電感設計
輸出濾波電感應能夠存儲足夠大的能量，能夠在次級整流管自然續流時(shí)為負載提供連續的電流。當變換器輸入為310 V時(shí)，續流時(shí)間最大，為：

式中，濾波電感上電流的脈動(dòng)量△iLf=20％Iomax，因此，Lf取為330 μs。
用鐵氧體磁芯PQ40繞制該電感，用18根線(xiàn)徑為0．33 mm的漆包線(xiàn)并繞3l匝，氣隙為0．7 mm。