【導(dǎo)讀】相信大家都知道，電池供電的逆變電源通常由兩級組成，前級DC/DC電路將電池電壓變換成直流約350V 電壓，后級DC/AC電路將直流350V電壓變換為交流220V電壓。本文以24V電池供電，輸出電壓350V/1KW為例，深度解析單端反激電路如何玩轉(zhuǎn)逆變電源前級DC/DC電路。
在這類逆變電源中，前級DC/DC電路一般供電電壓較低(12V、24V或 48V)，輸入電流較大，功率管導(dǎo)通壓降高、損耗大，所以電源效率很難提高。其電路形式有：單端反激、單端正激、雙管正激、半橋和全橋等，對于中小功率(約0.5~1kW)而言，單端反激電路具有一定優(yōu)勢，如：電路簡單、控制方便、效率高等。
一、常規(guī)單端反激電路結(jié)構(gòu)
常規(guī)單端反激電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，該電路的缺點在于功率管VT截止時，變壓器初級的反峰能量，被VD1、C 1和R 1組成的吸收電路消耗掉；而且在輸出功率相同的情況下，功率管通過電流(相對于多管并聯(lián))大，導(dǎo)通壓降高，損耗大，所以效率和可靠性較低。
圖1：常規(guī)單端反激單路結(jié)構(gòu)
如圖2所示，該電路的特點是，主功率電路采用4只功率管并聯(lián)，每只功率管通過的電流為單管應(yīng)用時的1/4(假定4只功率管參數(shù)一致)，則功率管的導(dǎo)通壓降也 應(yīng)為單管應(yīng)用時的1/4.根據(jù)計算，在輸出550W時，理論上，4管并聯(lián)比單管可減小通態(tài)損耗約20W,提高效率近3個百分點。
圖2： 4只功率管并聯(lián)主功率電路
三、采用能量回饋技術(shù)的單端反激電路結(jié)構(gòu)
采用能量回饋技術(shù)的單端反激電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，其主要波形如圖4所示。在本電路中，用電容C 2、電感L 1、二極管VD1和VD2組成變壓器初級反峰吸收電路，可使大部分反峰能量回饋到輸入電容C 1上，減少了能量損耗，提高了電路效率。
圖3：初級反峰吸收電路
圖4：初級反峰吸收電路主要波形
（1）t 0~t 1階段：t 0時刻功率管截止，變壓器初級電感L 、漏感L K、電容C 2和功率管輸出電容C 0開始諧振，并很快使C 2電壓達(dá)到U 0(N 1/N 2)，隨后次級二極管導(dǎo)通，初級電壓被鉗位到U 0(N 1/N 2)，初級電感L 退出諧振，到t 1時刻I K為0,同時C 2和C 0上電壓達(dá)到最大值，即開關(guān)管電壓U S達(dá)到最大值(U IN+U C2MXA)。
（2） t 1~t 2階段：在L K、C 2、C 0繼續(xù)諧振，同時電感L 1參與諧振，C 2、C 0給輸入電容C 1回饋能量，并且給L 1補充能量，到t 2時刻諧振停止，C 2電壓又下降到U 0(N 1/N 2)。
（3）t 2~t 3階段：t 2時刻開始，電感L 1給輸入電容C 1回饋能量。C 2電壓被鉗位在(N 1/N 2)U 0、C 0即開關(guān)管上電壓為U IN+(N 1/N 2)U 0,均保持不變，到t 3時刻，L 1中能量釋放完畢。
（4）t 3~t 4階段：開關(guān)管完全截止，C 2電壓、C 0電壓(即開關(guān)管電壓)繼續(xù)保持不變。
（5）t 4~t 5階段：t 4時刻功率管導(dǎo)通，其電壓U S開始下降，C 0開始通過開關(guān)管放電，并很快放完畢(全部損耗在功率管上);C 2和L 1開始諧振，即把C 2中的能量轉(zhuǎn)移到L 1中，在t 5時刻L 1中電流達(dá)到最大值，功率管完全導(dǎo)通。
（6）t 5~t 6階段：t 5時刻L 1通過VD1和VD2給輸入電容C 1回饋能量，并給C 2充電到-U IN,到t 6時刻L 1中能量釋放完畢。
（7）t 6~t 7階段：該階段功率管繼續(xù)處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。
以上過程形成一個完整工作周期，可以看出，變壓器漏感中的能量大部分被回饋到輸入電容C 1中(C 0中有部分能量被消耗掉)，所以電源效率得到提高。
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四、兩路單端反激并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)
若要增加輸出功率，采用如圖5并聯(lián)結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)可輸出功率約1.1kW,用一只SG3525控制即可。
圖5：兩路單端反激并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)
由兩路單端反激并聯(lián)組成的逆變電源前級DC/DC電路(見圖5)，輸出功率約1.1kW,試驗結(jié)果如表1所示。
表1：前級DC/DC試驗結(jié)果
表2：1kVA逆變電源試驗結(jié)果
