一種基于推挽逆變的車(chē)載開(kāi)關(guān)電源電路設計方案

當S1的PWN 信號下降沿來(lái)臨，S1關(guān)斷，漏極產(chǎn)生較高的沖擊電壓，并使得與S2并聯(lián)的反饋能量二極管FWD2導通，形成能量回饋回路，此時(shí)S2漏極產(chǎn)生較高的沖擊電流，見(jiàn)圖4。

圖5：推挽DC-DC變換器主電路圖

實(shí)驗與分析

1、原理設計

圖5為簡(jiǎn)化后的主電路。輸入24V 直流電壓，經(jīng)過(guò)大電容濾波后，接到推挽變壓器原邊的中間抽頭。變壓器原邊另外兩個(gè)抽頭分別接兩個(gè)全控型開(kāi)關(guān)器件IGBT,并在此之間加入RC吸收電路，構成推挽逆變電路。推挽變壓器輸出端經(jīng)全橋整流，大電容濾波得到220V直流電壓。并通過(guò)分壓支路得到反饋電壓信號UOUT。

以CA3524芯片為核心，構成控制電路。通過(guò)調節6、7管腳間的電阻和電容值來(lái)調節全控型開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率。12、13 管腳輸出PWM脈沖信號，并通過(guò)驅動(dòng)電路，分別交替控制兩個(gè)全控型開(kāi)關(guān)器件。電壓反饋信號輸入芯片的1管腳，通過(guò)調節電位器P2給2管腳輸入電壓反饋信號的參考電壓，并與9管腳COM端連同CA3524內部運放一起構成PI調節器，調節PWM脈沖占空比，以達到穩定輸出電壓220V的目的。

2、結果與分析

實(shí)驗結果表面，輸出電壓穩定在220V，紋波電壓較小。最大輸出功率能達到近600W,系統效率基本穩定在80%，達到預期效果。其中，由于IGBT效率損耗較大導致系統效率偏低，考慮如果采用損耗較小的MOSFET，系統效率會(huì )至少上升10%~15%.

注意事項：

(1) 變壓器初級繞組在正、反兩個(gè)方向激勵時(shí)，由于相應的伏秒積不相等，會(huì )使磁芯的工作磁化曲線(xiàn)偏離原點(diǎn)，這一偏磁現象與開(kāi)關(guān)管的選擇有關(guān)，原因是開(kāi)關(guān)管反向恢復時(shí)間的不同> 可導致伏秒積的不同。

(2)實(shí)驗中，隨著(zhù)輸入電壓的微幅增高，系統損耗隨之增大，主要原因是變壓器磁芯產(chǎn)生較大的渦流損耗，系統效率有所下降。減小渦流損耗的措施主要有：減小感應電勢，如采用鐵粉芯材料；增加鐵心的電阻率，如采用鐵氧體材料；加長(cháng)渦流所經(jīng)的路徑，如采用硅鋼片或非晶帶。

結論

推挽電路特別適用于低壓大電流輸入的中小功率場(chǎng)合，并利用AP法設計了一種高頻推挽變壓器。實(shí)驗結果表明推挽逆變-高頻變壓-全橋整流的方案達到了預期的效果，使輸出電壓穩定在220V并具有一定的輸出硬度，效率達到80%，為現代汽車(chē)電源的發(fā)展提供了一定的發(fā)展空間。