推挽式变换器的电磁设计与计算
2019-10-21
福建质量管理 2019年19期
一、研究背景
开关电源技术作为当下社会一种最近兴起的技术,因其所占空间小、质量轻、转换成果高,在当代世界的各个领域的电子产品中有着至关重要的位子。开关电源分为交流变直流、直流变交流、直流变直流;即(AC/DC)、(DC/AC)、(DC/DC)三种功率变换,它们基本都是由DC/DC变换器主回路和电源集成控制芯片构成,而其主要部分是DC/DC变换器,而其中常见的就有推挽式变换器。[1]
二、推挽式变换器的电磁设计
(一)工作原理

图1 推挽式变换器
图1所示为推挽式变换器的工作电路图。

图2 推挽式变换器工作波形
图2所示波形推挽变换器的工作波形。
推挽电路中两个开关Q1和Q2交替导通,在绕组N1和N1’两端分别形成相位相反的交流电压。Q1导通时,二极管D2处于通态,Q2导通时,二极管D1处于通态,当两个开关都关断时,D1和D2都处于通态,各分担一半的电流。Q1或Q2导通时电感L的电流逐渐上升,两个开关都关断时,电感L的电流逐渐下降。Q1和Q2断态时承受的峰值电压均为两倍的输入电压。[2]
如果Q1和Q2同时导通,就相当于变压器一次绕组短路,因此需避免两个开关同时导通,每个开关各自的占空比不能超过50%,还要留有死区。[2]
(二)技术参数
推挽式变换器的技术参数设定为输入电压36~72V,输出电压24V,输出电流12.5A,频率50KHZ,理论温升35°,本文以此指标为例进行设计计算。
图1所表明为推挽式变换器的电路图,图2所表明的为该变换器的电压和电流波形图。在计算过程中,我们将原副边绕组设为相等,主要是简化计算过程。
由图2可以看出,占空比的定义为:t=0时,开关1导通;……
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