用泄漏能量恢復(fù)線圈為dc/dc轉(zhuǎn)換器自供電

有一種有效的無源方式，可以抑制一個(gè)反激變壓器中因能量泄漏而產(chǎn)生的振鈴問題，并箝位過壓，具體方式是實(shí)現(xiàn)一個(gè)與初級(jí)線圈并繞的恢復(fù)線圈。這種技術(shù)常用于正向轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)中的變壓器退磁。事實(shí)上，這個(gè)線圈與初級(jí)線圈有緊密的磁耦合，但除了能控制泄漏能量回到功率輸入端外，技術(shù)上它仍然是一個(gè)次級(jí)線圈。因此，它也可以用作其它目的，例如為一個(gè)PWM控制器或轉(zhuǎn)換器自供電。

圖1中有一個(gè)反激轉(zhuǎn)換器，包含一個(gè)額外的恢復(fù)與自供電線圈NR，它與初級(jí)線圈NP雙線并繞，在一塊來自意法半導(dǎo)體公司的Viper17L改進(jìn)驗(yàn)證板上實(shí)現(xiàn)。NS是次級(jí)線圈，殘留的泄漏電感表示為L(zhǎng)LK。RS1是一個(gè)電流檢測(cè)電阻，而R1是限流電阻。變壓器比率與原變壓器相同。

輸出電壓(11.5V)略低于原始12V，以適應(yīng)低至145VDC的電源軌。圖2a給出了功率開關(guān)電壓，以及阻尼器斷開情況下，原始Viper17L結(jié)構(gòu)的初級(jí)電流波形?？梢钥吹剑跐M載時(shí)(500mA)，在160VDC電源線上，因泄漏電感而產(chǎn)生的振鈴大約是540V峰值。圖2b和2c是將并繞恢復(fù)線圈實(shí)現(xiàn)為阻尼器和自供電線圈情況下的相同波形。當(dāng)首次施加電源軌電壓時(shí)，Viper17中實(shí)現(xiàn)的高電壓電流發(fā)生器開始為電容C4充電，直至達(dá)到轉(zhuǎn)換器的VDD上電閾值，PWM控制被激活。然后，轉(zhuǎn)換器由電容C4中存儲(chǔ)的能量供電。在導(dǎo)通相位中，所有二極管，D2、D3和D4都為反偏。當(dāng)功率開關(guān)關(guān)斷時(shí)，磁化電流流入恢復(fù)線圈，使D3導(dǎo)通，因此將VDS限制為2×VDC。當(dāng)泄漏能量完全返回到功率輸入端時(shí)，D3為反偏，恢復(fù)線圈開始通過二極管D2使電容C4放電。充電電流不能從電源軌流出來，因?yàn)镈3被偏置截止，于是恢復(fù)線圈就為轉(zhuǎn)換器提供了電源。

Viper17的設(shè)計(jì)很適合用于低待機(jī)功耗，如它在無負(fù)載時(shí)會(huì)進(jìn)入突發(fā)運(yùn)行模式，在空閑時(shí)將內(nèi)部電路切換到低功耗狀態(tài)等。為了維護(hù)突發(fā)運(yùn)行模式，電路包含了一只1kΩ的預(yù)加載電阻R2，從而降低了無負(fù)載時(shí)的平均開關(guān)頻率，如圖2d所示。這樣，并繞恢復(fù)線圈就成功地在任何負(fù)載條件下都能維持轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行，同時(shí)，對(duì)反激變壓器泄漏電感所帶來的功率開關(guān)過壓做有效的箝位。