低电压应力非对称半桥变换器：高效解决方案与实验验证

低应力高效非对称半桥变换器设计是针对传统非对称半桥变换器在宽功率输出时存在的效率不理想、电压电流应力大以及整流二极管电压振铃问题而提出的一种新型拓扑。这种设计的核心在于在变压器次级引入一个带有正向电感Lf的倍压器结构。正向电感Lf的作用是控制输出电流，通过与倍压器中的电容形成精确谐振，实现了开关管S1和S2的零电压导通（ZVS）以及整流二极管D1和D2的零电流关断（ZCD）。这样不仅提高了效率ηe，提升了在10至100瓦功率范围内达到的效率区间（90%至96%），而且显著降低了开关管（S1和S2）和整流二极管（D1和D2）的电压和电流应力。 与传统的非对称半桥相比，这种设计的一大优势是开关器件承受的压力减小，使得电路的可靠性得到提升。尤其是对于整流二极管D2，由于变压器次级的不对称设计（n1<n2），尽管其电压应力略高于D1，但整体上仍然保持了较低的应力水平。此外，通过采用倍压器结构，二极管的电压振铃问题得到了有效抑制，进一步提高了整个系统的稳定性。 这种变换器的设计考虑到了实际应用中的电压输入范围，例如，它能处理330V至440V的输入电压，这拓宽了其适用场景。尽管带电感倍压器的引入可能会导致输入电压范围受限，但通过优化变压器设计，成功地平衡了效率、应力管理和工作范围。 总结来说，低应力高效非对称半桥变换器是一种创新性的解决方案，它通过精密的电路设计和控制策略，提升了变换器在宽功率输出条件下的性能，特别是改善了电压应力和效率，使其成为在中等功率需求场合的理想选择。