推挽變換器在軟開關與硬開關工作模式下的比較研究

圖5 理想工作波形

模式1 [0,t₁]Q₁在零電壓下導通，通過L_r、C_r諧振，當流經Q₁的電流諧振到零時，Q₁實現零電流關斷；

模式2 [t₁,t₂]Q₁關斷而Q₂還未導通時，通過變壓器剩余的激磁電流，使C_s1充電至2V_i、同時C_s2上的電壓放電到零；

模式3 [t₂,t₃]Q₂在零電壓下導通，通過L_r、C_r的諧振，當流經Q₂的電流諧振到零時，Q₂實現零電流關斷；

模式4 [t₃,t₄]Q₂關斷而Q₁還未導通，通過變壓器剩余的激磁電流，使C_s2充電至2V_i、同時C_s1上的電壓放電到零。

3.2 實驗結果

1）元器件及參數

在硬開關實驗裝置的基礎上，調整部分元器件及參數。

（1）變壓器

磁芯仍用EE55，變比由2：2：50改為2：2：42；副邊漏感為50μH。

（2）諧振電容

2πf_s=

C_r=（1）

式中：f_s=50kHz為變換器的工作頻率；

L_r=50μH為變壓器的漏感，即諧振電感；

C_r為諧振電容，由式（1）可得電容為0.2μF。

（3）吸收及濾波參數

去掉吸收電路元件R₁、C₁、R₂、C₂及濾波電感L。

（4）功率管

采用BUZ100SL雙管并聯工作。

2）分析

圖6～8為變換器工作在軟開關模式下的波形。其中圖6是仿真波形，圖7和圖8是實驗波形。由于功率管是在零電壓下開通和零電流下關斷，功率管的電壓應力（圖7）相對于硬開關時（圖2）要小。由于功率管是在零電流下開關，故變壓器副邊側的整流二極管也工作于軟開關下，所以變換器效率能得到很大程度的提高，經測試，最高可達92.5％。

圖6 功率管電壓波形

圖7 功率管工作電壓波形

圖8 諧振電流波形

4 比較分析

為進一步揭示軟開關工作的優勢，在同樣的工作前提條件下，對兩種工作模式作一實驗比較分析。