兩路並聯使得輸出電壓占空比也增加了一倍，其整流側輸出電壓占空比可以在0～1之間變化，提高了電路響應速度
；在同樣輸出電流的情況下，整流
、續流二極管平均電流減小，有利於選取反向恢複時間更短的快恢複二極管。

WEDM用(yong)脈(mai)衝(chong)電(dian)源(yuan)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)把(ba)工(gong)頻(pin)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)一(yi)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)單(dan)向(xiang)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)
，供(gong)給(gei)電(dian)極(ji)放(fang)電(dian)間(jian)隙(xi)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)能(neng)量(liang)以(yi)蝕(shi)除(chu)金(jin)屬(shu)。本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)的(de)電(dian)流(liu)型(xing)電(dian)火(huo)花(hua)線(xian)切(qie)割(ge)加(jia)工(gong)電(dian)源(yuan)前(qian)級(ji)電(dian)路(lu)恒(heng)流(liu)輸(shu)出(chu)DC/DC變換器

，其電路拓撲采用雙管正激交錯並聯結構，故稱為恒流輸出雙管正激交錯並聯DC/DC變換器。其電壓應力等於電源輸入電壓
，通過兩個二極管來構成勵磁電流回路，使能量回饋至電源。

設計方案

主電路結構如圖１所示。M1
、M2
、D1、D2構成一路雙管正激電路
，M3、M4、D3、D4構成另一路雙管正激電路，D5、D6分別為兩路雙管正激電路的整流二極管
，D7為續流二極管
，L為輸出濾波電感，C1、C2分別為輸入、輸出濾波電容。

DC/DC變換器設計的最中心工作就是設計高頻變壓器。下麵僅介紹高頻脈衝變壓器、輸出濾波電感的設計
，最後介紹計算輸入電路、控製部分。

圖１：恒流輸出雙管正激交錯並聯DC/DC變換器

高頻脈衝變壓器的設計

①脈衝變壓器原副邊匝比N的確定

為(wei)了(le)滿(man)足(zu)在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)內(nei)都(dou)能(neng)夠(gou)得(de)到(dao)所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)，高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)變(bian)比(bi)應(ying)按(an)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)最(zui)低(di)

，輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)最(zui)大(da)情(qing)況(kuang)來(lai)選(xuan)擇(ze)。此(ci)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，變(bian)換(huan)器(qi)工(gong)作(zuo)在(zai)最(zui)大(da)占(zhan)空(kong)比(bi)狀(zhuang)態(tai)
，且(qie)電(dian)源(yuan)工(gong)作(zuo)在(zai)放(fang)電(dian)周(zhou)期(qi)裏(li)。

設單路前級變換器的開關頻率為fs,開關周期T=1/fs,取最大占空比DMAX=0.45，則單路開關管最大導通時間為Tonmax=DmaxT。

②確定繞組線徑

60A/25V樣機
，流過副邊的電流有效值為：

動，變壓器副邊電流峰值為：Ismax=IL=60A。原邊電流幅值為：Ipmax=Ismax+Iμ。

其中，Ismax為副邊電流峰值折算到原邊所得的電流值。Iμ為磁化電流
，取Iμ=5%Ismax，則：

標稱直徑0.6mm(麵積為0.283mm2)的漆包線


，7股並繞

，則原邊實際導線總麵積為：
Sμ1=7×0.283=1.981mm2
副邊用厚0.4mm
、寬30mm的紫銅帶繞製。副邊實際導線總麵積為：
Sμ2=0.4×30=12mm2

③ 校核窗口麵積

合理。

輸出濾波電感的設計

① 輸出濾波電感值的確定
取輸出濾波電感的最大電流脈動量為2%,並設電感電流連續，則△iLon=△iLoff=2%ILav，ILav為電感電流平均值。
實際設計中，取L=25μF。

②繞組線徑為0.467mm

③ 校核窗口：
Kμ=NSμ/Q=(12×15×10-6)/（4.857×10-4）=0.371，能繞下。

輸入電路設計

① 輸入濾波電容設計

輸入濾波電容計算公式為C=I•t/△V。           
其中
，I為輸入電流，單位為A；t為電容提供電流的時間，單位為S；△V為所允許的峰-峰值紋波電壓，單位為V。對於60A/25V樣機，有：

μF，用三個560μ/400V的電解電容並聯。為了濾除高頻紋波，需再並聯一個小容量的高頻無感電容。

② 功率晶體管的選取

最大漏源電壓：UDSmax=Uinmax =353.5V。
峰值電流：IDSmax=Ipmax=9.69A
以yi上shang計ji算suan是shi理li想xiang結jie果guo
，實shi際ji的de電dian路lu中zhong由you於yu高gao頻pin變bian壓ya器qi存cun在zai漏lou感gan
，回hui路lu中zhong還hai有you引yin線xian電dian感gan，在zai開kai關guan管guan關guan斷duan瞬shun間jian會hui引yin起qi較jiao大da的de電dian壓ya尖jian峰feng。因yin此ci，選xuan用yong開kai關guan管guan反fan向xiang耐nai壓ya應ying留liu有you足zu夠gou的de裕yu度du。本ben設she計ji選xuan用yongIR公司的功率MOSFET IR460。

③ 浪湧電流抑製設計

浪湧電流主要是由濾波電容充電引起的。在開關管開始導通的瞬間，電容對交流電呈現出很低的阻抗。一般情況下，隻是電容的ESR值，而電容性能穩定情況下
，該ESR值(zhi)是(shi)很(hen)小(xiao)的(de)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)可(ke)接(jie)近(jin)幾(ji)百(bai)安(an)培(pei)。所(suo)以(yi)設(she)計(ji)時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)采(cai)取(qu)一(yi)些(xie)限(xian)流(liu)措(cuo)施(shi)，將(jiang)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)減(jian)小(xiao)到(dao)允(yun)許(xu)的(de)範(fan)圍(wei)之(zhi)內(nei)。本(ben)設(she)計(ji)采(cai)用(yong)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)技(ji)術(shu)限(xian)製(zhi)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)。選(xuan)取(qu)合(he)適(shi)的(de)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)，可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)在(zai)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)達(da)到(dao)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)時(shi)，熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)阻(zu)值(zhi)最(zui)小(xiao)。

④ 輸入瞬間電壓保護設計

一般情況下

，交流電網上的電壓為115V或230V左(zuo)右(you)
，但(dan)有(you)時(shi)也(ye)會(hui)有(you)高(gao)壓(ya)的(de)尖(jian)峰(feng)出(chu)現(xian)。如(ru)電(dian)網(wang)附(fu)近(jin)有(you)電(dian)感(gan)性(xing)開(kai)關(guan)
，暴(bao)風(feng)雨(yu)天(tian)氣(qi)時(shi)的(de)雷(lei)電(dian)現(xian)象(xiang)，都(dou)是(shi)產(chan)生(sheng)高(gao)壓(ya)尖(jian)峰(feng)的(de)因(yin)素(su)。雖(sui)然(ran)電(dian)壓(ya)尖(jian)峰(feng)持(chi)續(xu)的(de)時(shi)間(jian)很(hen)短(duan)
，但(dan)是(shi)它(ta)卻(que)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)能(neng)量(liang)給(gei)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)濾(lv)波(bo)器(qi)、開關晶體管等造成致命的損壞。

最通用的抑製幹擾高壓器件是金屬氧化物壓敏電阻 (MOV)shuntaidianyayizhiqi。jiangyamindianzubinglianzaishurujiaoliudianyaliangduan。danggaoyajianfengshunjianchuxianzaiyamindianzuliangduanshi，tadezukangjijujianxiaodaoyigezhi，gaoyacongqishangjingguo，congerxiaochujianfengdianyashishurudianyadadaoanquanzhi。

控製電路的設計

bianhuanqidekongzhidianlushibianhuanqidezhongyaozuchengbufen，zhijieyingxiangdaobianhuanqidejishuxingneng。yibanjiang
，kongzhidianlubaokuotiaoyakongzhihebaohuliangbufen。kongzhidianlubixukaolvdaoruxiayixiejibenyaoqiujigongneng：變換器是一閉環調節係統，所以與一般調節係統一樣
，要求控製電路應具有足夠的回路增益，能在允許的輸入電網電壓、負fu載zai及ji溫wen度du變bian化hua範fan圍wei內nei
，輸shu出chu電dian壓ya穩wen定ding度du達da到dao規gui定ding的de精jing度du要yao求qiu，即ji靜jing態tai精jing度du指zhi標biao。同tong時shi，還hai必bi須xu滿man足zu動dong態tai品pin質zhi要yao求qiu

，如ru穩wen定ding性xing及ji動dong態tai響xiang應ying性xing能neng。因yin此ci，需xu要yao加jia適shi當dang的de校xiao正zheng網wang絡luo或huo采cai用yong多duo反fan饋kui技ji術shu。要yao滿man足zu獲huo得de額e定ding的de輸shu出chu電dian壓ya及ji調tiao節jie範fan圍wei的de要yao求qiu。此ci外wai
，還hai應ying具ju有you軟ruan啟qi動dong功gong能neng及ji過guo壓ya、過流等保護功能。必要時還要求實現控製電路輸出與反饋輸入之間的隔離。

為保持變換器的輸出電壓穩定，通常采用占空比控製技術。改變占空比的調節方式有脈寬調製(PWM)和脈頻調製(PFM)兩種方式。脈寬調製是在工作頻率不變(即工作周期不變)情況下，通過改變晶體管或場效應管導通時間或截止時間來改變占空比，應用較普遍。脈頻調製是采用恒定導通時間、可變截止時間或恒定截止時間、可變導通時間來實現占空比的改變。

過(guo)去(qu)，控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)中(zhong)各(ge)單(dan)元(yuan)電(dian)路(lu)多(duo)采(cai)用(yong)分(fen)立(li)元(yuan)件(jian)及(ji)單(dan)片(pian)集(ji)成(cheng)塊(kuai)。隨(sui)著(zhe)微(wei)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，近(jin)年(nian)來(lai)已(yi)研(yan)製(zhi)出(chu)各(ge)種(zhong)集(ji)成(cheng)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)控(kong)製(zhi)器(qi)
，這(zhe)些(xie)集(ji)成(cheng)塊(kuai)包(bao)含(han)了(le)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)的(de)全(quan)部(bu)功(gong)能(neng)，隻(zhi)需(xu)加(jia)少(shao)量(liang)元(yuan)件(jian)就(jiu)能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)。這(zhe)不(bu)僅(jin)簡(jian)化(hua)了(le)設(she)計(ji)計(ji)算(suan)，且(qie)大(da)幅(fu)度(du)地(di)減(jian)少(shao)了(le)元(yuan)器(qi)件(jian)數(shu)量(liang)和(he)連(lian)接(jie)焊(han)點(dian)，使(shi)變(bian)換(huan)器(qi)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。

主功率管驅動電路設計

功率MOSFET是(shi)一(yi)種(zhong)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)器(qi)件(jian)，沒(mei)有(you)少(shao)數(shu)載(zai)流(liu)子(zi)的(de)存(cun)儲(chu)效(xiao)應(ying)，輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)高(gao)
，因(yin)而(er)開(kai)關(guan)速(su)度(du)可(ke)以(yi)很(hen)高(gao)，驅(qu)動(dong)功(gong)率(lv)小(xiao)。但(dan)為(wei)了(le)得(de)到(dao)最(zui)佳(jia)控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)
，需(xu)要(yao)精(jing)心(xin)設(she)計(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)。根(gen)據(ju)要(yao)求(qiu)
，我(wo)們(men)設(she)計(ji)了(le)如(ru)圖(tu)2所示的驅動電路，該驅動電路采用兩對圖騰柱式推拉驅動。

圖2：主功率管的驅動電路