論文有源箝位正激變換器的理論分析與設(shè)計方法

有源箝位正激變換器的理論分析與設(shè)計方法劉(深圳華德電子有限公司，廣東深圳518066)摘要：零電壓軟開關(guān)有源箝位正激變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常適合于中小功率開關(guān)電源的設(shè)計。零電壓軟開關(guān)模式可以通過增加干式變壓器的勵磁電流或應(yīng)用磁飽和電感來實現(xiàn)。基于對零電壓軟開關(guān)有源箝位正激變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的理論分析，提出了一種實用的優(yōu)化設(shè)計方法。實驗結(jié)果驗證了理論分析和設(shè)計方法。關(guān)鍵詞：主動鉗；正向轉(zhuǎn)換器；零電壓軟開關(guān)1單端正激變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、成本低，廣泛應(yīng)用于先立的離線中小型電源設(shè)計。在計算機、通信、工業(yè)控制、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。這種電源具有廣闊的市場需求。如今，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為世界對耗能設(shè)備的基本要求。因此，電源單元的效率和電磁兼容性自然成為開關(guān)電源的兩個重要指標(biāo)。而傳統(tǒng)的單端正向拓?fù)?，由于其工作在較好象限、硬開關(guān)模式的磁特性，決定了該電路存在一些固有缺陷：干式變壓器體積大、損耗大；開關(guān)器件電壓應(yīng)力大，開關(guān)損耗大；dv/dt和di/dt大，電磁干擾問題很難處理。為了克服這些缺陷，文獻(xiàn)[1]、[2]和[3]提出了有源箝位正激變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從根本上改變了單端正激變換器的工作特性，可以實現(xiàn)零電壓軟開關(guān)工作模式，從而大大降低開關(guān)器件和干式變壓器的功耗，降低dv/dt和di/dt，提高電磁兼容性。因此，有源箝位正激變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到了迅速廣泛的應(yīng)用。然而，有源箝位正激變換器并不完美，零電壓軟開關(guān)特性并不總是能夠?qū)崿F(xiàn)。因此，在工業(yè)，的應(yīng)用中，優(yōu)化該電路的設(shè)計尤為重要。根據(jù)有源箝位正激變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，指出了該電路的局限性，并給出了優(yōu)化設(shè)計方法。正向有源箝位變換器的工作原理如圖1所示。有源箝位正激變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)單端正激變換器基本相同，只是增加了輔助開關(guān)sa(帶反并聯(lián)二極管)、儲能電容Cs、諧振電容Cds1、Cds2，省略了傳統(tǒng)正激變換器的磁恢復(fù)電路。用磁飽和電感Ls實現(xiàn)零電壓軟開關(guān)，用短路代替硬開關(guān)方式。開關(guān)s和Sa以互補狀態(tài)工作。為了防止開關(guān)S和Sa在公共狀態(tài)下導(dǎo)通，在兩個開關(guān)的驅(qū)動信號之間留有一定的死區(qū)時間。下面分別討論硬開關(guān)模式和零電壓軟開關(guān)模式。為了分析方便，假設(shè)：1)存儲電容器Cs的容量足夠大，使得它

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