非对称PWM半桥转换器：电流倍增器与同步整流器的效率提升

"本文探讨了如何使用功率开关提高效率，特别是通过非对称PWM半桥转换器结合电流倍增器和同步整流器的技术。文章深入解析了这种转换器的普遍特性和工作原理，提供了实验案例来证明其优势。" 在电力电子领域，功率开关在开关电源（SMPS）中的作用至关重要，因为它们直接影响着设备的效率和性能。硬开关模式会导致较高的开关损耗，尤其是在高频操作下。为了解决这个问题，工程师们发展了软开关技术，如负载谐振和零电压转换技术，这些技术能够显著降低开关损耗，提高整体系统效率。 非对称PWM半桥转换器是一种高效能解决方案，它采用电流倍增器和同步整流器，特别适用于需要低输出电压和高输出电流的应用。电流倍增器通过在次级端使用单端配置和分段电感，有效减少了所需电感的大小，降低了磁性材料成本。同步整流器则利用低电阻MOSFET替代传统二极管，进一步减少损耗，提升效率。 如图1所示，这种转换器的结构中，电流倍增器使得两个较小的电感并联，负载电流由它们共同承担。同步整流器的工作原理是，当主开关S1打开时，初级侧励磁电流增加，而次级侧的SR1提供续流路径。当S1关闭，S2的体二极管导通，两个同步整流器并联工作，实现零电压开关过渡，降低了开关损耗。 图2展示了转换器的运作分析，包括不同模式下电流和电压的变化。在模式2中，S1开启，励磁电流增加，而SR1和SR2分别承担不同的电流斜率。模式3开始时，S1关闭，S2的体二极管开启，两个同步整流器同时导通，实现了能量的平滑传输。 通过这种方式，非对称PWM半桥转换器能够有效地降低开关损耗，提高转换效率，尤其适用于大电流、低电压输出的电源系统。实验结果证实了这种方法的有效性，为实际应用提供了理论基础和实践指导。 总结来说，使用带有电流倍增器和同步整流器的非对称PWM半桥转换器是提高电源效率的一种先进方法，它结合了软开关技术的优点，减少了无用功损耗，优化了电源系统的整体性能。这种设计对于现代电子设备，尤其是需要高效能电源管理的设备，具有重要的实际意义。