ap法(即面積乘積法)被推薦為選擇磁心的一種有效方法，ap法原本是針對傳統(tǒng)的工頻正弦波鐵心變壓器而提出的，本文利用ap法設(shè)計開關(guān)變壓器。

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推挽逆變的問題分析

能量回饋，主電路導(dǎo)通期間，原邊電流隨時間而增加，導(dǎo)通時間由驅(qū)動電路決定。

圖1 推挽逆變能量回饋等效電路

圖1(a)為s1導(dǎo)通、s2關(guān)斷時的等效電路，圖中箭頭為電流流向，從電源ui正極流出，經(jīng)過s1流入電源ui負(fù)極，即地，此時fwd1不導(dǎo)通;當(dāng)s1 關(guān)斷時，s2未導(dǎo)通之前，由于原邊能量的儲存和漏電感的原因，s1的端電壓將升高，并通過變壓器耦合使得s2的端電壓下降，此時與s2并聯(lián)的能量恢復(fù)二極管 fwd2還未導(dǎo)通，電路中并沒有電流流過，直到在變壓器原邊繞組上產(chǎn)生上正下負(fù)的感生電壓。如圖1(b);fwd2導(dǎo)通，把反激能量反饋到電源中去，如圖 1(c)，箭頭指向為能量回饋的方向。

各點波形分析

當(dāng)某一pwn信號的下降沿來臨時，其控制的開關(guān)元件關(guān)斷，由于原邊能量的儲存和漏電感的原因，漏極產(chǎn)生沖擊電壓，大于2ui，因為加入了rc緩沖電路，使其最終穩(wěn)定在2ui附近。

圖2

當(dāng)s1的pwn 信號下降沿來臨，s1關(guān)斷，漏極產(chǎn)生較高的沖擊電壓，并使得與s2并聯(lián)的反饋能量二極管fwd2導(dǎo)通，形成能量回饋回路，此時s2漏極產(chǎn)生較高的沖擊電流，見圖2。

圖3 推挽變換器主電路

原理設(shè)計

圖3為簡化后的主電路。輸入24v 直流電壓，經(jīng)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(guān)器件igbt，并在此之間加入rc吸收電路，構(gòu)成推挽逆變電路。推挽變壓器輸出端經(jīng)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。

以ca3524芯片為核心，構(gòu)成控制電路。通過調(diào)節(jié)6、7管腳間的電阻和電容值來調(diào)節(jié)全控型開關(guān)器件的開關(guān)頻率。12、13 管腳輸出pwm脈沖信號，并通過驅(qū)動電路，分別交替控制兩個全控型開關(guān)器件。電壓反饋信號輸入芯片的1管腳，通過調(diào)節(jié)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(nèi)部運放一起構(gòu)成pi調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)pwm脈沖占空比，以達到穩(wěn)定輸出電壓220v的目的。

實驗結(jié)果表面，輸出電壓穩(wěn)定在220v，紋波電壓較小。最大輸出功率能達到近600w，系統(tǒng)效率基本穩(wěn)定在80%，達到預(yù)期效果。其中，由于igbt效率損耗較大導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低，考慮如果采用損耗較小的mosfet，系統(tǒng)效率會至少上升10%~15%.