半桥电流源高频链逆变电路分析

每一个工作状态都等效为Flyback电路，因而也遵循这一过程，但与Flyback又不完全相同。在Flyback电路中，变压器漏感能量无泻放回路，须加漏感能量吸收电路，如图4所示，通过控制吸收电路中RC或稳压管的取值，使得RC或稳压管两端的电压为输出电压折射到原边值的1.5倍，可以保证存储在变压器中的能量绝大多数都通过副边绕组传递到负载，而吸收电路仅消耗漏感中的能量。在半桥电流源高频链逆变电路中，漏感能量具有回馈通路，高频逆变器功率管关断，漏感中的能量通过电容C1或C2回馈给电源，由于电容电压等于输入直流电压的一半，基本保持不变，因而变压器匝比决定了绕组中的储能是否可以传递到变压器副边，匝比的设计就变的尤为重要，匝比设计的不合适，将会引起存储在变压器并应传递到副边的部分能量通过电容回馈给电源。显而易见，在原边循环的能量越多，循环能量引起的损耗越多，效率必将下降。图5显示了不同匝比下每个开关周期回馈能量与总能量比值与输出电压的关系曲线。从图中可以看出：1）匝比不变，输出电压越高，一个开关周期内变压器中的储能回馈给电源的越多；2）在相同的输出电压的情况下，匝比越大，变压器中储能回馈的越少。表二为对应图中不同匝比输出电压折算到原边的电压值。综合图5与表二可以看到，当匝比为1.3，输出电压达到峰值折算到原边与电容电压相近，回馈到原边的能量占了近40%；当匝比为1.7，电容电压是输出电压峰值折算到原边值的1.43倍，回馈到原边的能量占15%，大多数能量传递到副边。需要指出的是变压器匝比大，将导致副边两个功率管电压应力增加，因而变压器匝比也不是越大越好。

4　结 论

本文首先分析了半桥电流源高频链逆变电路的电压应力，指出它的高频逆变器具有漏感能量泻放通路，无须吸收电路；而在能量回馈时，周波变换器高频开关，变压器副边漏感能量无泻放通路，必须加漏感能量吸收电路。其次，研究了两种吸收电路的损耗，仿真结果说明RCD吸收电路的损耗仅为RC吸收电路的1/4。最后说明了变压器匝比的设计对能量从原边绕组到副边绕组传递的影响：匝比越大，一个开关周期传递到副边的能量越多，但周波变换器的电压应力增加。

参考文献：

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[3]M. Huang, etc., “Novel current mode bi–directional high–frequency link DC/AC converter for UPS”, IEEE PESC’98,pp.1867 – 1871 .