280 W移相全橋軟開關(guān)DC／DC變換器設(shè)計(jì)

圖2中，在一個開關(guān)周期中，該變換器有16種開關(guān)狀態(tài)，這里只分析前8種狀態(tài)。在分析前，先作如下假設(shè)：除輸出整流二極管外，所有開關(guān)管、二極管、電感和電容均為理想器件：變壓器的漏感很小，可以忽略不計(jì)；Lf>>Lr／K2(K是變壓器原副邊匝比)：輸出整流二極管等效為一個理想二極管和一只電容的并聯(lián)。
1)狀態(tài)1[t0，t1]：在t0時刻以前，VQ1，VQ4和VDRl導(dǎo)通。在t0時刻，VQ1關(guān)斷，諧振電感上的電流iLr對C1充電，對C2放電，由于有C1和C2，VQ1為零電壓關(guān)斷，VD5和VD6不導(dǎo)通。
2)狀態(tài)2t1，t2]：t1時刻，C3的電壓降為O，VD3自然導(dǎo)通，此時可以零電壓開VQ3。CDR2繼續(xù)放電，iLr和變壓器原邊電流ip繼續(xù)下降。
3)狀態(tài)3[t2，t3]：t2時刻，CDR2完全放電，VDR2導(dǎo)通，2個整流二極管都導(dǎo)通，副邊短接，iLr和ip相等，處于自然續(xù)流狀態(tài)。
4)狀態(tài)4[t3，t4]：t3時刻，關(guān)斷VQ4，ip給C2放電，給C4充電，iLr和ip相等，一起線性下降，由于有C2和C4，VQ4是零電壓關(guān)斷。
5)狀態(tài)5[t4，t6]：t4時刻，VD2導(dǎo)通，VD2能夠零電壓開通。t5時刻，ip由正向過零，且向負(fù)方向增加，由于ip不足以提供負(fù)載電流，VDR1和VDR2仍然導(dǎo)通，Vin全部加在Lr上，iLr和ip同時線性負(fù)增長。
6)狀態(tài)6[t6，t7]：t6時刻，VDR1關(guān)斷，VDR2流過全部負(fù)載電流。Lr與CDR1諧振，給CDR1充電，iLr和ip繼續(xù)線性負(fù)增長。
7)狀態(tài)7[t7，t8]：t7時刻，Cdr1電壓上升到2Vm，VD6導(dǎo)通，將原邊電壓箝位在Vin，因此CDR1電壓被箝位在2Vin／K，到t8時刻，ip等于iLr，VD6關(guān)斷。
8)狀態(tài)8[t8，t9]：在此狀態(tài)中，原邊給負(fù)載提供能量，iLr和ip相等。

2 磁性元器件設(shè)計(jì)
2．1 變壓器設(shè)計(jì)
變壓器原副邊匝數(shù)比為

式中，Vin min為輸出電壓最小值，V。為輸出電壓，VD為輸出整流二極管壓降，Dmax為副邊最大占空比，這里取為0．8，因此，匝數(shù)比K取為2。
用鐵氧體磁芯EE55繞制該變壓器，原邊用7根線徑為0．33 mm的漆包線并繞28匝，副邊用11根線徑為O．33 mm的漆包線并繞14匝。
2．2 輸出濾波電感設(shè)計(jì)
輸出濾波電感應(yīng)能夠存儲足夠大的能量，能夠在次級整流管自然續(xù)流時為負(fù)載提供連續(xù)的電流。當(dāng)變換器輸入為310 V時，續(xù)流時間最大，為：

式中，濾波電感上電流的脈動量△iLf=20％Iomax，因此，Lf取為330 μs。
用鐵氧體磁芯PQ40繞制該電感，用18根線徑為0．33 mm的漆包線并繞3l匝，氣隙為0．7 mm。