零电流零电压开关交错并联双管正激变换器的研究

1 引言

双管正激变换器具有开关管电压应力低，不存在桥臂直通危险，可靠性高的优点。但是，它的一个突出缺点是工作占空比要小于0.5，导致整流输出的电压和电流脉动较大，使得滤波器的体积较大。为了克服这一缺点，可以采用交错并联结构，对于输出端，有两种并联方式：一是在输出滤波电容侧大电流电感并联，二是在续流二极管侧并联。后者要优于前者，因为，在输出电流脉动相同时，在续流二极管侧并联的滤波电感量是在输出滤波电容侧并联的滤波电感量的1/2。本文研究的电路拓扑如图1所示。采用交错控制可以提高等效输出占空比，提高变换器的等效频率，减小输出电流脉动，进而减小滤电感器图片波器的体积^[1]。

图1 交错并联双管正激变换器原理图

为了抑制开关管上在关断时由于变压器漏感所产生的电压尖峰，所以，在图1的电路拓扑中采用了LCD无损吸收网络^[2]。

2 工作过程分析

两个变换器的变压器的两个副边交错并联后，在输出滤波电容处再串联。为了简化分析，在图2开关模态等效电路中只画了每个变压器的一个副边。并假设所有开关和二极管均为理想器件，考虑变压器输出端的续流二极管和整流二极管的换流过程，MOSFET的漏源之间的结电容大小均为C_s；C₁=C₂，L₁=L₂；变压器变比n=N₁/N₂，两变压器的漏感大小均为L_lk；滤波电感足够大，这样滤波电感和滤波电容及负载电阻可以看成一个电流为I_o的恒流源。

（a）模态1

（b）模态2

（c）模态3

（d）模态4

（e）模态5

（f）模态6

（g）模态7

图2 各开关模态的等效电路

在前半个开关周期中，该电路拓扑有7个开关模态工字电感器，对应等效电路如图2所示。而后半个开关周期，与之相似。主要波形图见图3。

图3 主要波形图

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