推挽变换器在软开关与硬开关工作模式下的比较研究

时间：04-02 来源：chinaaet 马小林，马皓点击：

电压下开通和零电流下关断，功率管的电压应力（图7）相对于硬开关时（图2）要校由于功率管是在零电流下开关，故变压器副边侧的整流二极管也工作于软开关下，所以变换器效率能得到很大程度的提高，经测试，最高可达92.5％。

图6 功率管电压波形

图7 功率管工作电压波形

图8 谐振电流波形

4 比较分析

为进一步揭示软开关工作的优势，在同样的工作前提条件下，对两种工作模式作一实验比较分析。

4.1 工作前提条件

输入/输出电压 12V/200V

输出电流 1.5A

变换器的工作频率 50kHz

功率管(双管并联) BUZ100SL×2

4.2 元件比较

由于变压器原副边的匝比降低，所以工作于软开关模式下的变压器可采用EE50磁芯和骨架。

表2列出了两种电路采用的不同元件。

表2 硬开关与软开关两种电路所需元件比较

开关类型	变压器磁芯和骨架	输出滤波电感	输出滤波电容	谐振电容	吸收电路
硬开关	EE55	360μH	220μF/250V	不需要	R=10Ω/2W C=0.01μF/50V
软开关	EE50	不需要	3.3μF/250V	0.2μF/250V	不需要

4.3 主要性能比较

主要性能比较参见表3。

表3 硬开关与软开关两种电路主要性能比较

开关类型	最高效率	功率管电压应力	输出电压纹波	EMI
硬开关	88％	≈3Vi	<1.5％	一般
软开关	92.5％	2Vi	<0.5％	较小

4.4 效率比较

从图9中可看出，推挽变换器在软开关模式下工作效率比起硬开关模式要高。但其效率随输出功率的变化而变化。

图9 变换器的效率

5 结语

根据以上的理论分析及实验验证可知，采用串联谐振软开关技术设计的DC/DC变换器与采用硬开关技术设计的变换器相比，具有效率高，重量轻，体积小，成本低，输出电压纹波小等优点。

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