不对称半桥变换器：零电压开关与效率提升

"本文主要研究了不对称半桥DC/DC变换器，特别是其零电压开关（ZVS）特性，以及如何通过优化拓扑结构提高效率。文章详细介绍了该变换器的工作原理，稳态分析，以及开关的ZVS条件。此外，针对输出二极管的电压应力不平衡问题，提出了一种副边绕组不相等的优化方案。" 在电子技术领域，不对称半桥变换器是一种常用的中低功率DC/DC转换器，尤其适合在需要软开关技术的场合，如在能源转换系统和电力电子设备中。该变换器采用互补PWM控制策略，通过固定死区时间确保开关器件S1和S2的交替工作。这种设计允许在开关过程中实现零电压开关（ZVS），显著降低了开关损耗，从而提高整体效率。 ZVS是软开关技术的一种，它使得开关器件在导通或关断时，其两端电压接近于零，避免了高电压下的切换，降低了开关损耗。不对称半桥变换器的ZVS实现依赖于变压器的漏感和开关器件的结电容产生的谐振效应。在电路的稳态运行中，通过对开关器件占空比的控制，可以调整输出电压Vo，同时保证能量的连续传输。 文章指出，尽管不对称半桥变换器具有良好的效率特性，但其输出二极管D1和D2可能会承受不平衡的电压应力，这可能影响到整个系统的稳定性和寿命。为了解决这一问题，作者提出了一种副边绕组不相等的拓扑结构，通过改变副边的匝数比例，使得二极管的电压应力更加均衡，从而优化了电路性能。 在实验验证中，不对称半桥变换器的ZVS效果和效率提升得到了证实。通过对比分析和实际测试，这种优化的拓扑结构能够更有效地减轻二极管的应力，改善系统效率，这对于电源设计和功率转换系统的优化至关重要。 不对称半桥变换器的研究不仅深入探讨了其基本工作原理和ZVS实现，还提出了解决关键问题的新方法，对于推动软开关技术在实际应用中的发展具有重要意义。这种研究对于电子工程师、电源设计师以及使用相关开发板（如ARM开发板）进行电子系统设计的专业人士来说，提供了宝贵的理论指导和技术参考。