行波管放大器广泛应用于雷达、导航、通讯等各个领域，随着星载、弹载行波管放大器的逐步发展，行波管放大器的电源设计要求也逐步提高，要求小体积、高效率、高可靠性等。

本文详细分析了可作为行波管灯丝、调制器供电电源的准谐振单端反激式变换器。行波管灯丝、调制器电源功率需求不大，但要求多路输出交叉调整率好，故而选择单端反激式变换器；对于星载、弹载的行波管放大器灯丝、调制器电源而言，要求小体积、高效率，因此选择准谐振拓扑，可以降低损耗，提高效率，提高开关频率，减小电源体积。

1 软开关的实现

1.1 拓扑工作原理

   准谐振式单端反激变换器的工作原理如图1所示，开关管Q1漏源电压Vds与栅极驱动电压Vgs工作波形如图2所示。

图1单端反激式准谐振变换器原理图

图2准谐振波形

准谐振工作过程分析：

1.开关管导通时间ton内，Vdc加在变压器初级电感Lp和谐振电感Lr两端。

（Lp+Lr）                                          (1)

Ip为初级峰值电流。

2.开关管关断时间toff内，变压器初级电感Lp在开关管导通期间储能

                                                  (2)

开关管关断时向次级馈能。谐振电感Lr储能

                                                   (3)

与谐振电容Cr进入谐振状态，Cr两端电压如图2中的Vds。此时，变压器初级电感可等效为电压源Vor，等效电路图如图3所示。

图3 Toff状态等效电路图

如上图所示等效电路列出KVL方程

                                             (4)

上式中c(t)为电容两端谐振电压，令t0=0,i(t0)=Ip，c(t)=0，可解得：

谐振电流 i(t)=A                                        (5)

谐振电压 Vc(t)           (6)

上式中 ， ，，A。

Vc即为开关管两端电压，则开关管两端电压峰值Vcm= ，在开关管关断期间，开关管两端电压以(为次级折射到初级的等效电压)为基准，以为幅度进行谐振，开关管需要零电压导通，则在开关管关断期间，其两端谐振电压必须在下一个周期开通前回零(存在第二个零点)，而且关断期间单谐振峰软开关效果最佳。据此，得到开关管零电压开通的软开关条件：

                                                                 (7)

1.2 开关管损耗分析

    电路工作频率较高，功率较小，选用MOSFET作为开关管，文中分析的开关管指MOSFET。在传统硬开关电源中，由于MOSFET的输出电容（漏源寄生电容）较大，器件关断时，输入电压加在输出电容上，输出电容存储能量较大，开通瞬间这些能量全部损耗在器件上，开通损耗大，而且对MOSFET应力较大，这种开通损耗与频率、输出电容成正比，与输入电压的平方成正比，严重限制了开关频率的提高，从而限制了电源的体积。采用准谐振使开关管完成零电压开通，大大减小了开关损耗，从而让电源的高频化小型化成为可能。

2 电源设计

2.1 电源要求

2.2 主回路设计

2.2.1 电源主回路结构

图4电源主回路结构框图

   电源主回路结构如图4所示，以灯丝电源输出绕组为主进行反馈稳压，其他路输出功率较小，对于类似行波管调制器等对纹波要求较高的电源，可用后级串联调整进一步稳压并减小纹波。

2.2.2 电源控制方式选择

   由(1)，(2)可知，选择调宽控制方式，控制开关管导通脉宽，可控制变压器馈能大小，从而达到控制输出电压的目的。据此，控制芯片选择反激式变换器最常用的UC1842。

   根据前文准谐振分析可知，谐振过程在开关管关断Toff期间完成，而谐振频率不变，所以要完成准谐振零电压开通，应该将关断时间Toff固定。电源控制方式选择为固定关断时间、可控开通时间的电流型控制方式。UC1842芯片不能固定关断时间，所以要加辅助开关管进行控制，如图5所示。

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