交错并联对称半桥全波整流电路设计

如图所示，让对称半桥全波整流电路按照QSW方式工作，在所有负载范围内电感电流都从正到负变化，则可实现原边开关管在开通之前，电感电流反映到原边，流过即将开通的开关管的体二极管，实现ZVS。而且在负载突升时，输出滤波电感的等效占空比可达到100％，整个周期都会有正压加在输出滤波电感上，来提升电流；负载突降时，滤波电感的等效占空比可以为0％，整个周期都会有负压加在电感上，来降低电流。具有与单通道QSW电路相似的动态响应特性。应用交错并联技术，把两个对称半桥全波整流电路并联起来(如图2所示)，取稳态占空比为0.5，可实现完全的输出电流纹波互消作用，大大减小输出滤波器 ， 在负载突升和负载突降时，具有对称的快速动态响应。

图1  对称半桥全波整流电路及QSW工作波形

图2  交错并联对称半桥全波整流电路

图3为对称半桥倍流整流拓扑，两个输出滤波电感的电流相位相差180°，与双通道交错并联拓扑存在相似的电感电流纹波互消作用，对应D=0.5时，可以实现完全的电流纹波互消作用（输出电流纹波为零）。在应用于负载对动态响应要求不高的场合时，可以把稳态占空比选定为0.5，从而大大减小输出滤波器的体积。但对于数据处理器这类对动态响应有较高要求的负载时，不能把0.5这一满占空比作为稳态占空比。但当D偏离0.5时，其纹波互消作用则会大大削弱，限制了输出滤波器参数的取小，降低了功率级的能量传输速度。在这种情况下利用交错并联技术，把两个对称半桥倍流整流拓扑进行交错并联，如图4所示，则可实现与四通道交错并联QSW电路相似的纹波互消作用（Dmax<0.5）此时，若把稳态占空比定在0.25，则可实现稳态时完全的纹波互消作用，输出滤波电感也可以取得很小，从而在负载突升(D：0.25→0.5)和突降(D：0.25→0)时，具有对称的快动态响应。

图3  对称半桥倍流整流拓扑

图4  交错并联对称半桥倍流整流拓扑及其原理波形

值得指出的是，这些交错并联结构的拓扑特别适合于应用磁集成技术。可采用多通道电感集成方案及电感和变压器的集成方案[7][8]。从而大大减小磁性元件所占的总体积，简化电路布局、封装设计，与分立磁性元件相比，具有显著的优越性。