(2)磁芯尺寸

　　采用面積乘法(AP)確定磁芯尺寸^[5,6]，所謂的面積乘法，該變壓器的設計容量為：

(4)

　　式中，A_e為磁芯有效面積;A_w為可繞導線窗口面積;η為電路效率;J_s為導線的電流密度，選取4A/mm²;Km為窗口填充系數，Km=0.2~0.3，此處選取0.25;K_f為波形系數，選取K_f=4。

　　根據計算結果，選取EE60磁芯，其參數如表3所示。該磁芯A_p>A_pmin，故滿足要求。

　　(3)初級繞組匝數

　　初級繞組的計算公式為：

　　帶入已知參數，可得，取整后，最終初級繞組匝數N_p為24t。

　　(4)次級繞組匝數

　　次級繞組的計算公式為：

　　式中，U_D為二極管壓降，一般選取U_D=0.7。將已知參數帶入，求得，取整，次級匝數N_s為4t。

　　2.2.3 電路參數設計

　　(1)占空比

　　在變壓器的原、副邊交替互補導通的情況下，只存在電流連續模式。在連續模式中，根據伏秒平衡得式(5)，聯立式(5)和式(6)即可得出正向工作時的占空比取值范圍為0.37～0.49。

　　(3)原邊串聯電感Lr1

　　根據2.1提到的零電壓開通條件可知，電感L_r1的存儲能量必須足夠大，能夠存儲電容Cr1釋放的能量，所以滿足式(8)，同理可求副邊串聯電感Lr2。

3 工作波形仿真與實驗

　　3.1 工作波形仿真

　　本文使用PSIM軟件，對所設計的有源箝位雙向反激變化器進行仿真實驗，仿真參數見表1。此外，變壓器采用EE60磁芯，原邊電感L_m=350μH，變壓器匝數比N=6：1，原副邊諧振電感為L_r1=30μH、L_r2=0.1μH，原副邊箝位電容為C_c1=0.22μF 、C_c2=6.6μF 。通過仿真，得到正向傳遞時的工作波形，如圖3所示。仿真結果與理論分析基本保持一致。

　　3.2 實驗結果

　　結合上述分析，研制了實驗樣機，如圖4所示。

　　(1)電路工作在滿載情況時

　　蓄電池端充、放電的電流波形如圖5所示。在圖5中，I_S2為蓄電池上的充電電流，通過霍爾傳感器轉化成電壓形式，測量電壓1V則相當于此時產生電流為20A。由圖可知，蓄電池上的電流為25A。圖5a為反激變換器初級側電流，該變換器工作在連續模式下，并在開關管開通和關斷瞬間，電流產生波動。圖5b為工作在充電過程中(正方向)，流經蓄電池的電流隨開關管動作的變化，圖5c為放電過程中的變化。當開關管開通或關斷的瞬間，開關的切換會對高壓探頭表筆產生干擾，蓄電池充電電流出現波動起伏，呈衰減趨勢，逐漸趨于穩定狀態。

　　(2)軟開關的實現

　　如圖6所示，U_S1為主開關管S1的驅動電壓，U_DS為S₁的DS電壓。U_S2為主開關管S2的驅動電壓，U_DS為S₂的DS電壓。在S₁、S₂的開通信號到來之前，開關管DS之間的電壓下降至零附近，開關管開通的電壓基本沒有波動，說明在滿載情況下，很好地實現了ZVS。

4 結論

　　為研究適用于大功率儲能型逆變器的DC-DC變換器的工作過程，對雙向有源箝位反激變化器的拓撲結構與工作原理進行了詳細分析。在普通雙向反激變換器的基礎上，增加有源箝位電路能夠充分利用漏感能量，能夠降低功率開關管的電壓應力和損耗。本文通過仿真和實驗驗證了該有源箝位反激變換器的工作過程理論分析的正確性以及實現軟開關的可行性，能夠適用于大功率場合。

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本文來源于《電子產品世界》2017年第2期第51頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。