看单端反激电路在逆变电源中大显身手

  电源一般都由两级组成，前级DC/DC电路将电池电压变换成直流约350V 电压，后级DC/AC电路将直流350V电压变换为沟通220V电压。在这类中，前级DC/DC电路一般供电电压较低(12V、24V或 48V)，输入电流比较大，功率管导通压降高、损耗大，所以电源功率很难进步。其电路方式有：、单规矩激、双管正激、半桥和全桥等，关于中小功率(约0.5~1kW)而言，单端具有必定优势，如：电路简略、操控便利、功率高级。本文就将以24V电池供电，输出350V/1kW为例，解析单端反激电路在逆变电源前级DC/DC电路中的使用。

  惯例单端反激电路结构如图1所示，该电路的缺陷在于功率管VT截止时，变压器初级的反峰能量，被VD1、C 1和R 1组成的吸收电路消耗掉；而且在输出功率相同的情况下，功率管经过电流(相关于多管并联)大，导通压降高，损耗大，所以功率和可靠性较低。

  如 图2所示，该电路的特点是，主功率电路采纳4只功率管并联，每只功率管经过的电流为单管使用时的1/4(假定4只功率管参数共同)，则功率管的导通压降也 应为单管使用时的1/4.依据核算，在输出550W时，理论上，4管并联比单管可减小通态损耗约20W,进步功率近3个百分点。

  选用能量回馈技能的单端反激电路结构如图3所示，其首要波形如图4所示。在本电路中，用电容C 2、电感L 1、二极管VD1和VD2组成变压器初级反峰吸收电路，可使大部分反峰能量回馈到输入电容C 1上，减少了能量损耗，进步了电路功率。

  （1）t 0~t 1阶段：t 0时刻功率管截止，变压器初级电感L 、漏感L K、电容C 2和功率管输出电容C 0开端谐振，并很快使C 2电压到达U 0(N 1/N 2)，随后次级二极管导通，初级电压被钳位到U 0(N 1/N 2)，初级电感L 退出谐振，到t 1时刻I K为0,一起C 2和C 0上电压到达最大值，即开关管电压U S到达最大值(U IN+U C2MXA)。

  （2） t 1~t 2阶段：在L K、C 2、C 0持续谐振，一起电感L 1参加谐振，C 2、C 0给输入电容C 1回馈能量，而且给L 1弥补能量，到t 2时刻谐振中止，C 2电压又下降到U 0(N 1/N 2)。

  （4）t 3~t 4阶段：开关管彻底截止，C 2电压、C 0电压(即开关管电压)持续坚持不变。

  （5）t 4~t 5阶段：t 4时刻功率管导通，其电压U S开端下降，C 0开端经过开关管放电，并很快放结束(悉数损耗在功率管上);C 2和L 1开端谐振，即把C 2中的能量转移到L 1中，在t 5时刻L 1中电流到达最大值，功率管彻底导通。

  以上进程构成一个完好作业周期，可以精确的看出，变压器漏感中的能量大部分被回馈到输入电容C 1中(C 0中有部分能量被消耗掉)，所以电源功率得到进步。首要器材电压电流应力核算

  U INMIN为输入电压最小值(取21V)；U 0为输出电压(取350V)；N 1、N 2为变压器初次级匝数(取15匝和117匝)；△U C2由漏感引起的尖峰电压；I PK为漏感即初级峰值电流；L K为初级漏感(取0.4μH)；C 2为外接电容(取30000pF)；C 0为VT1~VT4输出电容之和(取4000pF)；I PAV为功率管导通期间总电流平均值；η为电源功率(取92%)；D MAX为最大占空比(取0.7)；△I p为开关管导通期电流改变量；t ONMAX为开关管最大导通时刻(取23μs)；L为变压器初级电感值(取38μH)；I L1MAX为L 1(取0.5mH)中经过的最大电流；P LK为漏感回馈到输入端的能量；f为功率管开关频率(取30kHz)。

  由(7)~(11)式可核算出功率管、电感L 1所接受的电流电压应力(输出功率550W时)以及反峰吸收电路回馈到输入端的能量：

  （1）若要减小开关管电流应力I PK,则应添加占空比D与变压器初级电感量L ；

  （2）若要减小开关管电压应力U SMAX,则应减小变压器初级漏感L K,一起添加C 2值(C 0的值由功率管参数决议)；

  （3）若要减小电感L 1中最大电流I L1MAX,则应增大电感L 1的电感量;(4)选用反峰吸收电路后，节约能量13.25W,可进步电源功率约2个百分点。

  由以上核算可知，4只功率管额定电流至少应大于50A,考虑到功率管参数的差异性，其导通电流不彻底持平，而且一般要留必定的安全裕量，所以，实践使用每只功率管额定电流值应大于50A,通态电阻愈小愈好，而耐压最好大于250V。

  依据如下公式，可出核算出二极管VD0所接受的电压应力U D0、电流应力I SK：

  一般要留必定的安全裕量，所以，而选用二极管标称电压应大于800V,额定电流应大于20A(考虑到过流、短路等要素)。两路单端反激并联电路结构

  若要添加输出功率，选用如图5并联结构，该电路结构可输出功率约1.1kW,用一只SG3525操控即可。

  由两路单端反激并联组成的逆变电源前级DC/DC电路(见图5)，输出功率约1.1kW,实验成果如表1所示。

  由上述DC/DC电路组成的1kVA逆变电源，输出AC220V50Hz正弦波，实验成果如表2所示，该电源体积320×200×60mm3。