逆变电源设计进一步输入24VDC输出220VDC整流

图3:开关变压器电路理想工作波形图

3.2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。

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4。

图4:S2漏极产生较高的冲击电流图3 实验与分析

3.1 原理设计

图5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。

图5:推挽DC-DC变换器主电路图

以CA3524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、13 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CA3524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。

3.2 结果与分析

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。如下表1所示。

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%。

注意事项：

(1) 变压器初级绕组在正、反两个方向激励时，由于相应的伏秒积不相等，会使磁芯的工作磁化曲线偏离原点，这一偏磁现象与开关管的选择有关，原因是开关管反向恢复时间的不同> 可导致伏秒积的不同。

(2)实验中，随着输入电压的微幅增高，系统损耗随之增大，主要原因是变压器磁芯产生较大的涡流损耗，系统效率有所下降。减小涡流损耗的措施主要有：减小感应电势，如采用铁粉芯材料；增加铁心的电阻率，如采用铁氧体材料；加长涡流所经的路径，如采用硅钢片或非晶带。

4 结论

本方案利用24VDC输入-220VDC 输出、额定输出功率600W的DC-DC变换器，并采用AP法设计了一种高频推挽变压器。实验结果表明，本方案使输出电压稳定在220V并具有一定的输出硬度，效率达到80%,特别适用于低压大电流输入的中小功率场合。