高频变压器二次串联开关电源的实现

  传统推挽逆变-全桥整流DC/DC变换器设变压器初级匝数NP=NP1+NP2，T为高频变压器。由于驱动电路的作用，VS1，VS2交替导通，每个功率开关的占空比相等且均小于50%，从而将直流输入电压变成高频方波电压，通过高频变压器进行升压，再经次级全桥整流、滤波后得到所期望的直流电压。该DC/DC变换器工作方式为：当VSi导通，VS2截止时，Ui加到Npi上，初级电流流经VSi，同时变压器次级电流通过VD3和VD6向负载供电；当VS2导通，VSi截止时，Ui加到Np2上，初级电流流经VS2，同时变压器次级电流通过VD4和VD5向负载供电；当VSi，VS2均截止时，初级不向次级传输能量，则负载的能量来自次级电感L和滤波电容C. 2.2平面变压器的设计考虑到该DC/DC变换器的相关参数，同时为了减少变换器的体积，设计采用DN500-12S110型平面变压器。该变压器可在更高的频率下工作，有利于提高电源转换效率，且其体积、重量大大降低，而效率更高。
  平面变压器次级绕组采用铜皮，贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面，故其输出电压取决于磁芯的个数，且平面变压器的输出电压可通过串联进行扩充，以满足设计要求。基于变换器设计要求，该平面变压器选择了EE43型磁芯。
对有效值为220V的交流电压供电而言，有些场合可采用幅值为220 V的交流方波电压，有些场合需采用基波幅值为311V的交流正弦电压。鉴于功率等级的提高，在维持高效率前提下，单级DC/DC变换器的上限功率很难接近1kW.在此设计了满载输出500W、效率90%单级12V/220V的DC/DC变换器单元，并实现两级次级串联方案，满载输出功率1 kW，满载效率90%.为提高效率并减少体积，采用平面变压器、定稿日期：2010-09-15研究方向为电力电子与电力传动。
  DC/DC变换器的设计2.1推挽逆变的原理在DC/DC变换器中，由于推挽变换器主电路、驱动电路都较简单，而且采用桥式整流电路，可降低整流二极管的电压定额，干式隔离变压器的各种故障诊断及对策因此对于输入电压低、输出电压高的DC/DC变换器，选用推挽逆变和全桥整流来构成其功率电路，如所示。
  次级软开关和CA1524控制器等技术，并给出工作原理、设计过程及有关实测数据的分析结果。
  设初次绕组匝数比Npi：Np2：Ns=2：2：22.在1kHz的测试频率和有效值0.3V的测试电压条件下，平面变压器初级电感Lp=112 pH，漏感为0.1 pH，次级电感为16pH，漏感为80pH.初级直流电阻为1.3mfl，次级直流电阻为0.19. 2.3谐振软开关的设计为提高效率，可将软开关技术引入到推挽变换器中。示出谐振软开关推挽DC/DC变换器电路，其中变压器漏感Lr和谐振电容Cr组成了串联谐振支路。其中Lr=Lsr+Lpi/n2，Lsr为次级漏感，LF为变压器初级漏感，n为变压器匝比。