基于SG3525的推挽电路仿真设计

  前级往往需要先升压，再进行逆变。低压通过高频升压的最大的目的是减小逆变器体积、提高功率密度、减小损耗，提高效率。但高频同样也面临诸多问题，如电磁干扰严重，SPWM驱动

  随之就引入了软开关技术，在逆变的高压侧串联电容，使电容和漏感构成串联谐振回路，但串联谐振频率固定，如果谐振频率远大于开关频率，就会降低电源输出电压，同时降低效率，如果谐振频率小于开关频率，没办法实现软开关，同时MOS管漏极产生较大的电压尖峰，有几率会使MOS管失效。综上，前级推挽选择开环工作模式，使工作频率固定，将PWM控制器（SG3525）占空比拉至最大，设置合适的死区时间，选择正真适合的谐振参数，以实现软开关，进而达到软开关和高效率的目标。

  推挽电路工作原理不在这里赘述。由于输入直流电压，变压器容易磁饱和，所以在设计时变压器原边两个绕组的方向必须要格外注意，一定要保证一个工作周期内，磁特性工作在一、三象限，输出的驱动信号为带死区的互补PWM波，下面为SG3525的驱动波形，波形是将占空比拉至最大时，输出带死区的互补PWM波。

  下面为推挽电路的功率级电路模型，为了使仿真更接近真实的情况，原边MOS管并联等效电容200pF（该电容值为MOS管输出电容与PCB上寄生电容，通常取几百pF。），输入并联20mF电容，该电容不影响仿真结果，加在这里目的是为了更接近真实的情况，避免设计时疏忽；变压器采用4绕组变压器（仿线绕组变压器，仿真结果错误，错误为高压侧谐振电流频率与低压侧谐振频率不相同，导致仿真中MOS管D极始终出现较大的尖峰，后来换用变压器，设置合适的参数，问题基本解决，但由于该软件没有合适的变压器，所以仿真结果不是非常理想）；高压侧采用谐振的最大优点就是消除原边MOS的电压尖峰（但是调试中挺麻烦，如果调试不好，很难达到理想效果，有可能适得其反）；二极管整流，二极管上会消耗较多的功率，导致二极管发热严重，如果器件选型不合适，高压侧串联谐振，很有一定的概率会降低效率，但消除前级尖峰，会使机器变得更可靠。所以实际设计中会综合各方面因数来考虑设计的具体方案，不能一味的追求某项参数指标。功率电路模型如下：

  仿真中，MOS管关断过程中有一个凹槽，出现这样一种情况的原因，还请大家发表自己见解，这里就不再展开。

  上图能够准确的看出，该情况下，已经没办法实现软开关，所以MOS的D极出现了较大的电压尖峰，此时已经失去了谐振的优势。

  当输入超过设置门限电压时，V_Protect输出低电平，与PWM信号进行与运算，输出驱动PWM为低电平，逆变器截止输出。

  高频逆变器，若实现软开关，同时提高逆变器效率，必须工作在频率固定，占空比最大模式，只保留必要的死区时间时，才可以做到较好的效果。若实现有效值为220V的逆变，前级推挽电路工作在开环模式，后级H桥通过SPWM波调制，调节占空比，实现稳定输出。