逆變電源設計進一步輸入24VDC輸出220VDC整流

圖3:開關變壓器電路理想工作波形圖

3.2各點波形分析

當某一PWN信號的下降沿來臨時，其控制的開關元件關斷，由于原邊能量的儲存和漏電感的原因，漏極產生沖擊電壓，大于2UI,因為加入了RC緩沖電路，使其最終穩定在2UI附近。

當S1的PWN 信號下降沿來臨，S1關斷，漏極產生較高的沖擊電壓，并使得與S2并聯的反饋能量二極管FWD2導通，形成能量回饋回路，此時S2漏極產生較高的沖擊電流，見圖4。

圖4:S2漏極產生較高的沖擊電流圖3 實驗與分析

3.1 原理設計

圖5為簡化后的主電路。輸入24V 直流電壓，經過大電容濾波后，接到推挽變壓器原邊的中間抽頭。變壓器原邊另外兩個抽頭分別接兩個全控型開關器件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全橋整流，大電容濾波得到220V直流電壓。并通過分壓支路得到反饋電壓信號UOUT。

圖5:推挽DC-DC變換器主電路圖

以CA3524芯片為核心，構成控制電路。通過調節6、7管腳間的電阻和電容值來調節全控型開關器件的開關頻率。12、13 管腳輸出PWM脈沖信號，并通過驅動電路，分別交替控制兩個全控型開關器件。電壓反饋信號輸入芯片的1管腳，通過調節電位器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。

3.2 結果與分析

實驗結果表面，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。如下表1所示。

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,系統效率會至少上升10%~15%。

注意事項：

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

(2)實驗中，隨著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；加長渦流所經的路徑，如采用硅鋼片或非晶帶。

4 結論

本方案利用24VDC輸入-220VDC 輸出、額定輸出功率600W的DC-DC變換器，并采用AP法設計了一種高頻推挽變壓器。實驗結果表明，本方案使輸出電壓穩定在220V并具有一定的輸出硬度，效率達到80%,特別適用于低壓大電流輸入的中小功率場合。