一种有源箝位Flyback软开关电路设计
一种有源箝位flyback软开关电路设计
摘要：介绍了一种有源箝位flyback变换器zvs实现方法，并对其软开关参数重新设计。该方案不但能实现主辅开关管的zvs，限制输出整流二极管关断时的di/dt，减小整流二极管的开关损耗，同时也有效地降低了开关管的电压应力。
关键词：零电压开关；电流反向；有源箝位
0引言
flyback变换器由于其电路简单，在小功率场合被普遍采用。但是，由于变压器漏感的存在，引起开关管上过高的电压应力。普通的rcd嵌位flyback变换器其漏感能量消耗在嵌位电阻r上，开关管上电压应力的大小取决于消耗在嵌位电阻上能量的大小。消耗在嵌位电阻上的能量越多，开关管的电压应力就越低，但也影响了整个变换器的效率，因此，普通的rcd嵌位flyback变换器总存在着开关管电压应力与整个变换器效率之间的矛盾。 轻小化是目前电源产品追求的目标。而提高开关频率可以减小电感、电容等元件的体积。但是，开关频率提高的瓶颈是开关器件的开关损耗，于是软开关技术就应运而生。一般，要实现比较理想的软开关效果，都需要有一个或一个以上的辅助开关为主开关创造软开关的条件，同时希望辅助开关本身也能实现软开关。 本文介绍的一种有源嵌位flyback软开关电路，不但能实现zvs，而且也解决了前述的普通rcd嵌位flyback变换器中存在的问题。 1 工作原理 电路如图1所示，其两个开关s1及s2互补导通，中间有一定的死区以防止共态导通。变压器激磁电感lm设计得较大，使电路工作在电流连续模式（ccm），如图2的ilm波形所示。而电感lr设计得较小（lr<=cr1vds12＋cr2vds22（10）
则有
lr>=?（11）
式中：vds=vds1=vds2≈vin＋nvo；
cr=cr1＋cr2。
根据式（4）取定合适的谐振周期可以令
ilrmin≈ilrmax=ilrmmax≈＋（12）
代入式（11）得
lr>=?（13）
2.3 电容cclamp的设定
根据式（4）有
π<<(1－d)t（14）
化解得
<
(a) 流过开关管s1电流 (b) 流过开关管s1电流
(c) 流过开关管lr电流 (d) 流过副边二极管d电流
(e) 开关管s1软开关波形
(f) 开关管s2软开关波形 图4 实验波形（io=2a）
图5 效率曲线 4 结语 有源嵌位flyback软开关电路在实现主开关及辅助开关zvs的同时，也实现了输出整流二极管的自然关断，因此，有效地减少了开关损耗，提高了变换器效率。另外，它也大大地降低了开关管的电压应力，这从实验波形中可以看得比较清楚。
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(f) 开关管s2软开关波形 图4 实验波形（io=2a）
图5 效率曲线 4 结语 有源嵌位flyback软开关电路在实现主开关及辅助开关zvs的同时，也实现了输出整流二极管的自然关断，因此，有效地减少了开关损耗，提高了变换器效率。另外，它也大大地降低了开关管的电压应力，这从实验波形中可以看得比较清楚。
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