本文利用ap法设计开关变压器

ap法(即面积乘积法)被推荐为选择磁心的一种有效方法，ap法原本是针对传统的工频正弦波铁心变压器而提出的，本文利用ap法设计开关变压器。

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推挽逆变的问题分析

能量回馈，主电路导通期间，原边电流随时间而增加，导通时间由驱动电路决定。

图1 推挽逆变能量回馈等效电路

图1(a)为s1导通、s2关断时的等效电路，图中箭头为电流流向，从电源ui正极流出，经过s1流入电源ui负极，即地，此时fwd1不导通;当s1 关断时，s2未导通之前，由于原边能量的储存和漏电感的原因，s1的端电压将升高，并通过变压器耦合使得s2的端电压下降，此时与s2并联的能量恢复二极管 fwd2还未导通，电路中并没有电流流过，直到在变压器原边绕组上产生上正下负的感生电压。如图1(b);fwd2导通，把反激能量反馈到电源中去，如图 1(c)，箭头指向为能量回馈的方向。

各点波形分析

当某一pwn信号的下降沿来临时，其控制的开关元件关断，由于原边能量的储存和漏电感的原因，漏极产生冲击电压，大于2ui，因为加入了rc缓冲电路，使其最终稳定在2ui附近。

图2

当s1的pwn 信号下降沿来临，s1关断，漏极产生较高的冲击电压，并使得与s2并联的反馈能量二极管fwd2导通，形成能量回馈回路，此时s2漏极产生较高的冲击电流，见图2。

图 推挽变换器主电路

原理设计

图 为简化后的主电路。输入24v 直流电压，经过大电容滤波后，接到推挽变压器原边的中间抽头。变压器原边另外两个抽头分别接两个全控型开关器件igbt，并在此之间加入rc吸收电路，构成推挽逆变电路。推挽变压器输出端经全桥整流，大电容滤波得到220v直流电压。并通过分压支路得到反馈电压信号uout。

以ca 524芯片为核心，构成控制电路。通过调节6、7管脚间的电阻和电容值来调节全控型开关器件的开关频率。12、1 管脚输出pwm脉冲信号，并通过驱动电路，分别交替控制两个全控型开关器件。电压反馈信号输入芯片的1管脚，通过调节电位器p2给2管脚输入电压反馈信号的参考电压，并与9管脚com端连同ca 524内部运放一起构成pi调节器，调节pwm脉冲占空比，以达到稳定输出电压220v的目的。

实验结果表面，输出电压稳定在220v，纹波电压较小。最大输出功率能达到近600w，系统效率基本稳定在80%，达到预期效果。其中，由于igbt效率损耗较大导致系统效率偏低，考虑如果采用损耗较小的mosfet，系统效率会至少上升10%~15%.