由等效电路得:直流电压增益
为了实现ZVS,要求谐振回路部分的阻抗呈感性,这样才能利用二极管的续流作用,为ZVS提供条件。这样,要求实际的频率ω>ω0,即m>1。
通过MATLAB绘制不同Q值条件下G的曲线图,如图5所示:
图中横坐标为m,即实际运行频率和谐振频率的比值,由图可得,在一个固定的频率值下,Q越小,直流增益就越大。同时也说明随着负载的减小,直流电压增益会变小,当变压器设计好以后,变比一定,负载减小,在负载侧会表现出电压下降。为了减小变换器的损耗,应该将直流电压增益选的尽可能的高,由原理图可知,这种电路结构下,直流电压增益最大为l,所以,应该尽量选取接近1的增益。
在实际的电路中,设定谐振频率为12kHz,而提高开关电源的工作频率正是研究软开关的主要原因,因为提高开关频率可以使变换器的体积、重量大为减小,从而提高变换器的功率密度。为实现ZVS,还必须使换流的时间小于设定的死区时间,从另一个角度来说,如果死区时间设的足够大,也可以实现ZVS。现设定m=2.5,即实际运行的频率为30kHz。由图5,取Q=0.02,这样直流电压增益可以近似取为l。
2.2 确定变压器变比
假设交流输入220V市电,其峰值约为310V,整流后的电压值取为285V,因为输出电压要求为5 200V,所以变压器二次侧的电压约为2 600V。直流电压增益取为1,所以变压器变比N=285/2600=0.1l。
2.3 确定交流等效电阻Rac
桥式倍压电路部分如图6所示:
由于微波炉所带负载为磁控管,可以看做电阻负载,假设在理想情况下,电容足够大并且变压器副边的输入功率和负载上消耗的功率
2.4 确定谐振电容和电感的值