有源鉗位正激式轉換器

2021-01-11 電子產品世界

　　圖1給出了有源鉗位正激式轉換器的兩種主電路。其中，Lm和LLK，分別表示變壓器的等效勵磁電感和漏感，電容C1和C2分別表示開關管V1和V2的結電容，D1和D2為開關管V1和V2的反並聯二極體。鉗位開關管V2（小功率MOSFET）和鉗位電容C串聯，組成有源鉗位電路，此電路有兩種接法：一種是與轉換器的主開關管V1並聯，如圖1（a）所示；另一種是並聯在變壓器的初級繞組兩端，如圖1（b）所示。

　　圖1 有源鉗位正激式轉換器的兩種主電

　　在正激式轉換器中，利用有源鉗位技術可以實現變壓器鐵心的自動磁復位，無須另加復位措施；並可以使勵磁電流正、負方向流通，使鐵心在磁化曲線第一象限及第三象限運行，提高了鐵心的利用率。

　　在主開關關斷期間，鉗位電路將主開關管兩端的電壓鉗位在一定數值的水平上，並基本保持不變，從而避免了主開關管上出現過大的電壓應力。分析表明，正激式轉換器主開關管兩端的電壓為輸人電壓Ui，與鉗位電容C上電壓UC之和。圖1（a）、（b）中，鉗位電容C上的電壓UC是不同的，根據計算可以分別得到

　　對圖1（a）所示的電路

　　對圖1（b）所示的電路

　　式（3-252）可以推導如下：對於圖1（b）所示的電路，在一個周期Ts內，主開關管V1，導通的時間為DUTs，變壓器初級繞組承受的電壓為Ui，而V1的關斷時間為（1—Du）Ts，變壓器初級繞組承受的電壓為UC。由伏秒平衡的關係得

　　式（3－251）與Boost升壓式PWM DC/DC轉換器的輸出/輸人電壓轉換比的形式類似，所以圖1（a）所示的鉗位電路也被稱為升壓式鉗位；式（3－252）與反激式PWM DC/DC轉換器的輸出/輸入電壓轉換比的形式類似，故也有人稱圖1（b）所示的鉗位電路為反激式鉗位。

　　有源鉗位正激式轉換器有兩個種運行方式：一種是可以實現零電壓開關；另一種不能實現零電壓開關，兩種情況下某些電量波形是完全不同的。僅鉗住主開關管上電壓，並不等於能實現零電壓開通（ZVT）。當開關管V1、V2關斷，V1輸出電容和變壓器勵磁電感諧振時，只要V1的端電壓UDS1諧振到零，就可以實現零電壓開通。保證UDS1諧振到零的條件

　　　還有一種保證零電壓開通條件的方法是：在變壓器次級側與整流二極體串聯一個飽和電感（其作用相當於一個磁性開關），在勵磁電流較小時，電感很大，阻止勵磁電流流向次級側，保證主開關管的電壓諧振到零。

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