零電流零電壓開關交錯并聯雙管正激變換器的研究

1 引言

雙管正激變換器具有開關管電壓應力低，不存在橋臂直通危險，可靠性高的優點。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，可以采用交錯并聯結構，對于輸出端，有兩種并聯方式：一是在輸出濾波電容側并聯，二是在續流二極管側并聯。后者要優于前者，因為，在輸出電流脈動相同時，在續流二極管側并聯的濾波電感量是在輸出濾波電容側并聯的濾波電感量的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 交錯并聯雙管正激變換器原理圖

為了抑制開關管上在關斷時由于變壓器漏感所產生的電壓尖峰，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后，在輸出濾波電容處再串聯。為了簡化分析，在圖2開關模態等效電路中只畫了每個變壓器的一個副邊。并假設所有開關和二極管均為理想器件，考慮變壓器輸出端的續流二極管和整流二極管的換流過程，MOSFET的漏源之間的結電容大小均為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1

（b）模態2

（c）模態3

（d）模態4

（e）模態5

（f）模態6