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考虑漏感时半桥式PWM转换器的工作原理

  中的变压器实际上是存在漏感的,图1(c)给出了变压器具有漏感时的主要工作波形。由于变压器有漏感,的工作原理与前面不考虑漏感时有两点不同:一点是当开关管关断时,在电压UAB中将出现-段时间的反向电压,如图1(c)中的阴影部分所示;另一点是存在占空比丢失。

  在t=TON时刻,当开关管V1关断时,由于漏感的存在初级电流ip将立即转移到二极管砀中去,此时,电压

  ,此电压使输出整流二极管DR2开始导通,这时输出整流二极管DR1还在继续导通。由于两个整流二极管同时导通,并将变压器次级电压钳在零位,则变压器的初级电压也为零。因此电压

  ,将全部加在漏感LLK,上,使电流ip线时刻,电流iP下降到零,此时二极管D2关断,UAB=0在(Ton~t1)期间的方波电压是电流iP减小到零所必需的,一般称为复位电压,如图1(c)中阴影部分所示。同样,当开关管吻关断时也会出现反向的复位电压。

  ,此时初级电流iP从零开始反向上升。由于漏感限制了它的上升率,在t=t2时刻之前,电流iP小于折算到初级的滤波电感电流

  。因此,变压器拆解变压器初级不足以提供负载电流,此时,两个整流二极管继续同时导通,将变压器次级电压钳在零位;此时,Urect=0,变压器初级电压也等于零,则电压

  整流二极管DR1关断,滤波电感电流全部流过整流二极管DR2,此时,电压

  因此,由于漏感限制了初级电流的上升率,使得虽然在(Ts/2~t2)期间,电压

  ,但Urect=0,也即次级丢失了(TS/2~t2)期间的电压方波,如图1(c)中的阴影部分所示。这一部分时间与TS/2的比值就是占空比Dloss

  由上面的分析可知,变压器漏感带来的复位电压和占空比丢失两个问题。复位电压的存在,使得在电路设计时,必须要对最大占空比DU,进行限制,以便留出复位电压的时间。占空比丢失使得有效占空比伊小,为了得到所需的输出电压,必须减小变压器的初、次级绕组匝数比,初、次级绕组匝数比的减小将会带来两个问题:一是初级电流的增加,开关管的电流峰值也要增加,使开关管的通态损耗加大;二是次级整流二极管的耐压值要增大,为了减小复位电压的持续时间和占空比丢失,应在电路设计时或变压器的绕制时,应尽量减小漏感。

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