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不对称半桥反激变换器的设计
作者：廖鸿飞梁奇峰熊宇来源：《现代电子技术》2015年第14期
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摘要：为了提高充电器效率和简化电路结构，采用不对称半桥反激式变换器作为锂电池充电器的主电路，详细分析不对称半桥反激变换器的工作原理和软开关条件，给出主电路参数之间的关系式，并利用关系式设计150W样机进行实验验证；实验结果表明，所有功率器件均实现了软开关。采用不对称半桥反激变换器设计的锂电池充电器具有结构简单，效率高，电磁干扰小的优点。
关键词：不对称半桥；反激变换器；ZVS；软开关条件
中图分类号：TN72034文献标识码：A文章编号：1004373X（2015）14014903
0引言
传统的反激变换器由于结构简单，成本低等特点在充电器设计中得到了广泛应用，然而由于反激变换器的开关元件工作在硬开关状态，效率低，EMI干扰大1，因此不适合于大功率场合的应用。不对称半桥变换器是一种新型的软开关变换器，效率高，EMI干扰小，但是结构较为复杂，并且变压器容易出现偏磁而导致损坏。
不对称半桥反激变换器结合了反激变换器及不对称半桥的优点，利用变压器的漏感与隔值电容的谐振，使得原边开关管实现了ZVS，副边二极管工作于ZCS状态，因此开关损耗和EMI干扰得到了大幅度的减小，并且由于变压器工作于反激状态，克服了不对称半桥变换器偏磁的缺点，使得不对称半桥反激变换器受到了学者的关注。
本文对不对称半桥反激的工作原理及参数设计进行了详细分析，并设计了150W的实验样机，对不对称半桥反激变换器的参数设计及性能进行了验证。
1不对称反激半桥变换器的工作原理分析
11变换器工作模态分析
不对称半桥反激变换器的结构图2如图1所示，该图中Vi
为直流输入电压；开关管Q1和Q2为变换器中半桥结构的2个开关管，Q1，Q2为互补驱动，DS1和DS2分别为开关管Q1和Q2的体二极管；CS1和CS2为开关管Q1和Q2的寄生电容；Cr为隔直电容；Lm为励磁电感，Lr为变压器漏感，变压器的变比为
；输出端D为副边整流二极管，C为输出滤波电容，R为负载。
图1不对称半桥反激变换器的结构图
不对称半桥反激变换器的工作波形如图2所示，在一个开关周期中，不对称半桥反激变换器有6种状态3。
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图2不对称半桥反激变换器的工作波形
状态1（t0～t1）：当tt0时，变换器上管Q1导通，Q2断开，Q2的DS间电压为Vi
，变压器原边电压为正，副边二极管反偏截止；此时Lrr