详解双管正激电路工作流程与波形不对称难题
出处:网络整理 发布于:2025-05-21 14:33:40 | 396 次阅读
双管正激电路的基本结构如图所示:

双管正激电路工作过程分析
假设电路的起始工作状态为开关管关断,变压器副边处于续流状态。当上下管子同时开通时,电路会经历以下几个关键阶段:
波形不对称产生的原因
在理想情况下,上下功率管上的 DS 波形应该是完全对称的。但实际上,由于器件参数的离散性、上下管的驱动以及布线的不一致性,会导致上下功率管 DS 波形出现较大偏差。例如,可能会出现一个管子(如下管)关断时,其 DS 上电压早就上升并钳位在母线电压,而此时上管的谐振包络线还远远没有达到母线电压,如图所示:

这种现象产生的原因是,从管子关断开始,流经上下谐振支路的电流不一样。这是因为上下功率管关断时间不一致,当一个管子上电流已经衰减到零,而另一个管子上还有电流。这样,上下两个谐振支路上电容就会积累不同的电荷,产生不同的电压,从而导致上下管的谐振波形不一致。为了证实这一点,我们将上下两个管子关断时的 DS 波形拍下进行对比。从波形可以看出,下管的关断的确比上管要快。我们还将驱动变压器的两组驱动做了上下调换,试验结果表明上下管的 DS 波形几乎完全对称。此外,通过在下管驱动反抽回路里适当地串联一个小电阻以减低其关断速度,也可以得到同样的结果,其波形如图所示。由此可以确定,功率管由于关断时间的不一致而导致了上下管波形的不对称。
波形不对称问题的解决方法
波形严重不对称会对电路的正常工作产生不良影响。如果上下功率管关断时其 DS 结电容上积累的能量相差很大,能量小的那一路钳位二极管根本就不参与工作,而能量大的那一路却有很长时间会通过钳位二极管向直流母线回馈能量,导致其二极管温度高,可靠性下降,严重时会损坏二极管。因此,有必要将其不对称性降低到一定范围内。
解决方法主要有以下几种:
首先,在 PCB 布线时,上下管走线要尽量对称,绕制变压器时两个驱动绕组要尽量一致,以尽量调整使得上下管的关断时间一致。而在 PCB 板、驱动变压器、驱动参数都已既定的条件下,若存在不对称性(例如下管电压高而上管电压低,只是不对称的程度稍有区别),可以在关断速度快的那一路的驱动反抽电路里串进一个小电阻,人为地将其关断速度降低,以达到与另外一路同步。但需要注意的是,这样做会影响整机效率,使得功率管的温升提高,所以需要折衷考虑。
还有一种方法是将变压器励磁电感加大。不过,从专业角度理解,这种方法并没有解决根本问题。它只是将励磁能量加大,使得上下管的能量都积累到一定程度,让钳位二极管都导通,相当于强制性地将波形拉对称,但并没有减轻钳位二极管的负担。而且,漏感的相应增大还会延长动态转换时间。

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