一種帶輔助變壓器的Flyback變換器ZVS軟開關實現(xiàn)方案
摘要:提出了一種新穎的FLYBACK變換器ZVS軟開關實現(xiàn)方案。一個較小的輔助變壓器與主變壓器串聯(lián),通過使輔助變壓器原邊激磁電感電流雙向來達到主開關管的ZVS軟開關條件。該方案實現(xiàn)了主輔開關管的ZVS軟開關,限制了輸出整流二極管關斷時的di/dt,并且使變換器在任何負載情況下,都能在寬輸入范圍內實現(xiàn)軟開關。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/179331.htm關鍵詞:ZVS軟開關;輔助變壓器;電流雙向
0 引言
在很多通訊和計算機系統(tǒng)中,需要使用高功率密度、高效率的開關電源。提高開關頻率可以減小電感、電容等元件的體積,是目前開關電源提高功率密度的一種趨勢。但是,開關頻率的提高,開關器件的損耗也隨之增加。
為了減小開關電源的開關損耗,提高其開關頻率,軟開關技術應運而生。軟開關技術主要包括兩種:零電壓軟開關(ZVS)及零電流軟開關(ZCS)。在含有MOSFET開關器件的變換器拓撲中,零電壓軟開關要優(yōu)于零電流軟開關。
Flyback變換器電路簡單,在小功率場合得到了廣泛的應用?;?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/Flyback">Flyback變換器的ZVS軟開關拓撲也得到了進一步的發(fā)展。最近幾年,有源箝位ZVS軟開關技術被提出,但它也存在一些缺點,比如,輕載時不能實現(xiàn)軟開關。
本文提出了一種帶輔助變壓器的Flyback零電壓軟開關電路,與有源箝位Flyback零電壓軟開關電路相比,它具有以下幾個優(yōu)點:
1)電路在整個負載范圍內都能實現(xiàn)軟開關;
2)任何負載情況下,電路都可以在寬輸入范圍中實現(xiàn)軟開關;
3)丟失占空比不隨輸出負載變化而變化,利于電路參數(shù)設計。
下面分析了此電路的工作原理及軟開關參數(shù)的設計,并以實驗結果驗證了該方案的有效性。
1 工作原理
圖1為本文提出的Flyback軟開關電路,Tr為輔助變壓器。其兩個開關S1及S2互補導通,中間有一定的死區(qū)防止共態(tài)導通。主變壓器T激磁電感Lm較大,使電路工作在電流連續(xù)模式(CCM),如圖2中iLm波形所示。而Tr的激磁電感Lmr設計得較?。↙mrLm),使流過Lmr的電流在一個周期內可以反向,如圖2中iLmr波形所示。考慮到開關的結電容以及死區(qū)時間,一個周期可以分為7個階段進行分析,各個階段的等效電路如圖3所示。其工作原理描述如下。
圖1 帶輔助變壓器的Flyback變換器
圖2 主要工作波形
(a) 階段1[t0,t1]
(b) 階段2[t1,t2]
(c) 階段3[t2,t3]
(d) 階段4[t3,t4]
(e) 階段5[t4,t5]
(f) 階段6[t5,t6]
(g) 階段7[t6,t7]
圖3 各階段等效電路圖
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