推挽变换器：软硬切换效率对比与300W设计案例

本文主要探讨了推挽变换器在软开关与硬开关工作模式下的比较研究。首先，作者介绍了在DC/DC升压电路设计中，推挽结构在输入电压较低和功率需求不大的情况下被广泛应用。硬开关电路是传统的实现方式，但存在效率不高和功率管发热问题。 硬开关电路的工作原理是通过三个工作模式（Q1和Q2交替导通和截止）来转换电源。然而，由于硬开关操作，功率管导通时会受到电感产生的尖峰电压（图3所示），导致效率降低。在给定条件下（如Vi=12V，Vo=200V，Io=1.5A，fs=50kHz等），整机效率仅为74%，而且功率管发热严重。 为了改善这些问题，作者引入了软开关技术。软开关通过优化开关过程，减少电压尖峰，从而提高效率和减少功率损耗。文章没有提供具体的软开关电路工作原理图，但推测其可能通过调整控制策略，如零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS），以实现更平滑的电流流动。 对比分析部分，作者着重考察了两者的工作前提条件，包括开关器件的特性、电路参数如电感和电容的选择，以及对效率的影响。通过改变吸收电路参数，例如增大电容以降低关断冲击，和并联功率管以分担负载，结果显示这些措施能显著提高整机效率。 结论指出，软开关技术在推挽变换器设计中展示了优势，尤其是在提高效率、降低损耗和缓解功率管发热方面。通过实际研制的300W DC/DC变换器，验证了这一结论。选择软开关还是硬开关取决于具体的应用需求和系统性能目标，软开关在某些场景下是更为优选的解决方案。