推挽式 DC/DC 變換器，簡稱推挽式變換器（Push-pull Converter），是利用兩只功率開關(guān)管交替開斷，實(shí)現(xiàn) DC/DC 轉(zhuǎn)換的電力電子裝置，可看作兩個(gè)單管正激式 DC/DC 變換器的組合，其輸出整流、濾波電路與正激式 DC/DC 變換器基本一致。
沃虎電子科技深耕通信電子領(lǐng)域九年，推出推挽式轉(zhuǎn)換器解決方案，緊湊型推挽式變壓器，以毫米級(jí)尺寸重構(gòu)電源隔離方案，包含多種封裝形式，如WHST06E、WHST060、WHST06D、WHST06L等。

推挽式 DC/DC 變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

推挽式 DC/DC 變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1 所示，各核心部件及參數(shù)定義如下：
高頻推挽式變壓器（T）：含初級(jí)繞組（NP1、NP2）和次級(jí)繞組（NS1、NS2），初、次級(jí)繞組均帶中心抽頭，且 NP1與 NP2匝數(shù)相等、NS1與 NS2匝數(shù)相等，初、次級(jí)繞組極性一致，同名端位置如圖中標(biāo)注；

功率開關(guān)管（VT1、VT2）：一般用三極管或MOS管實(shí)現(xiàn)電路通斷控制；

輸出整流二極管（VD1、VD2）：整流次級(jí)感應(yīng)電壓，統(tǒng)一電流方向；

輸出濾波組件：濾波電感（L）、濾波電容（C），用于穩(wěn)定輸出電壓與電流，防止突變；

負(fù)載與輸出：外部負(fù)載電阻（R）、直流輸出電壓（UO）；

控制核心：脈寬調(diào)制器（PWM），產(chǎn)生兩路相位差 180° 的控制信號(hào)（UA、UB），驅(qū)動(dòng) VT1與 VT2交替工作，PWM占空比理論上小于50%生成死區(qū)。

推挽式 DC/DC 變換器的工作原理

脈寬調(diào)制器（PWM）輸出的控制信號(hào) UA與 UB呈交替互補(bǔ)關(guān)系：UA 為高電平時(shí) UB為低電平，反之亦然。功率開關(guān)管VT1、VT2在 PWM 信號(hào)控制下交替導(dǎo)通與關(guān)斷（等效于高速通斷的機(jī)械開關(guān)）；為便于分析，下文以開關(guān) S1、S2的通斷狀態(tài)分別對應(yīng) VT1、VT2的導(dǎo)通與關(guān)斷。

VT1導(dǎo)通（VT2截止）狀態(tài)

當(dāng) UA為高電平時(shí)，VT1導(dǎo)通、VT2截止，電流路徑如圖 2 所示：

輸入電壓（UI）施加于初級(jí)繞組 NP1兩端，初級(jí)電流（IP1）線性增長，NP1 感應(yīng)電動(dòng)勢極性為上 “-” 下 “+”；

依據(jù)電磁感應(yīng)原理，初級(jí)繞組 NP2及次級(jí)繞組 NS1、NS2的感應(yīng)電壓極性均為上 “-” 下 “+”，此時(shí) VD1截止、VD2導(dǎo)通；

次級(jí)繞組 NS2的感應(yīng)電壓（US2）作用于濾波電感 L 左端，形成線性增長的次級(jí)電流（IS2，即 VD2正向電流），電感 L 儲(chǔ)存能量增加，其感應(yīng)電動(dòng)勢極性為左 “+” 右 “-”；

IS2一方面為濾波電容 C 充電（充電電流 I1），另一方面為負(fù)載 RL提供輸出電流（IO），滿足 IS2= I1+ IO。

VT2導(dǎo)通（VT1截止）狀態(tài)

當(dāng) UB為高電平時(shí)，VT2導(dǎo)通、VT1截止，電流路徑如圖 3 所示：

輸入電壓（UI）施加于初級(jí)繞組 NP2兩端，初級(jí)電流（IP2）線性增長，NP2感應(yīng)電動(dòng)勢極性為上 “+” 下 “-”；

依據(jù)電磁感應(yīng)原理，初級(jí)繞組 NP1及次級(jí)繞組 NS1、NS2的感應(yīng)電壓極性均為上 “+” 下 “-”，此時(shí) VD1導(dǎo)通、VD2截止；

次級(jí)繞組 NS1的感應(yīng)電壓（US1）作用于濾波電感 L 左端，形成線性增長的次級(jí)電流（IS1，即 VD1正向電流），電感 L 儲(chǔ)存能量增加，其感應(yīng)電動(dòng)勢極性為左 “+” 右 “-”；

IS1一方面為濾波電容 C 充電（充電電流 I2），另一方面為負(fù)載 RL提供輸出電流（IO），滿足 IS1= I2+ IO。

死區(qū)時(shí)間設(shè)計(jì)

當(dāng) PWM 控制信號(hào)占空比（D）＜50% 時(shí)，會(huì)出現(xiàn) UA與 UB均為低電平的時(shí)間段。為避免 VT1與 VT2同時(shí)導(dǎo)通造成短路損壞，需預(yù)留死區(qū)時(shí)間（DT），通常設(shè)定為 1~3μs；且占空比 D 越小，UA與 UB均為低電平的時(shí)間段越長。

小貼示

為杜絕兩只功率開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)，脈寬調(diào)制器（PWM）輸出的兩路控制信號(hào)占空比（D）必須嚴(yán)格小于 50%。

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?審核編輯 黃宇