論文有源箝位正激變換器的理論分析與設計方法

有源箝位正激變換器的理論分析與設計方法劉(深圳華德電子有限公司，廣東深圳518066)摘要：零電壓軟開關有源箝位正激變換器的拓撲結(jié)構非常適合于中小功率開關電源的設計。零電壓軟開關模式可以通過增加干式變壓器的勵磁電流或應用磁飽和電感來實現(xiàn)。基于對零電壓軟開關有源箝位正激變換器拓撲結(jié)構的理論分析，提出了一種實用的優(yōu)化設計方法。實驗結(jié)果驗證了理論分析和設計方法。關鍵詞：主動鉗；正向轉(zhuǎn)換器；零電壓軟開關1單端正激變換器拓撲結(jié)構簡單、運行可靠、成本低，廣泛應用于先立的離線中小型電源設計。在計算機、通信、工業(yè)控制、儀器儀表、醫(yī)療設備等領域。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電源的兩個重要指標。而傳統(tǒng)的單端正向拓撲，由于其工作在較好象限、硬開關模式的磁特性，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；開關器件電壓應力大，開關損耗大；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[1]、[2]和[3]提出了有源箝位正激變換器的拓撲結(jié)構，從根本上改變了單端正激變換器的工作特性，可以實現(xiàn)零電壓軟開關工作模式，從而大大降低開關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撲結(jié)構得到了迅速廣泛的應用。然而，有源箝位正激變換器并不完美，零電壓軟開關特性并不總是能夠?qū)崿F(xiàn)。因此，在工業(yè)，的應用中，優(yōu)化該電路的設計尤為重要。根據(jù)有源箝位正激變換器的拓撲結(jié)構，進行了詳細的理論分析，指出了該電路的局限性，并給出了優(yōu)化設計方法。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撲結(jié)構與傳統(tǒng)單端正激變換器基本相同，只是增加了輔助開關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電路。用磁飽和電感Ls實現(xiàn)零電壓軟開關，用短路代替硬開關方式。開關s和Sa以互補狀態(tài)工作。為了防止開關S和Sa在公共狀態(tài)下導通，在兩個開關的驅(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模式和零電壓軟開關模式。為了分析方便，假設：1)存儲電容器Cs的容量足夠大，使得它

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