單端有源箝位DC/DC變換器
圖中iLpm的峰值為
圖9S2導通電路狀態(tài)
圖10S1、S2導通電路狀態(tài)
穩(wěn)態(tài)時,初級電感上的電壓在一個開關(guān)周期內(nèi)平均值為零
UiDT+(-nUo)(1-D)T=0(19)
nUo(D-1)+UiD=0(20)(21)
其波形示于圖8(b)。從式(9)和(21),可得(22)
Ics波形示于圖8(c)。輸出電流Io波形示于圖8(d),而次級電流Is波形示于圖8(e)。
在S2導通期間,磁化電流(23)
磁化電流的峰-峰值:(24)
同樣,在S1和S3導通期間,磁化電流的峰-峰幅值為:(25)
式(25)的波形示于圖8(f)。
式(7)所表示的電流反射到變壓器初級側(cè),就導出式(14)。
在S2導通期間,由負載電流在初級側(cè)所產(chǎn)生的電流,可由式(21)導出(27)整理后可得(28)
在整個開關(guān)周期內(nèi),S2導通期間由負載電流在初級側(cè)所產(chǎn)生的電流等于輸入電流Ii(29)或(30)
式(30)的波形示于圖8(g)。
初級繞組磁化電流ILPm為三角波形,如圖8(f)所示。合成的初級電流波形如圖8(h)所示。
當輸出電流為零時,就和正激變換器的情況一樣,初級繞組中只有磁化電流,其平均值為零。圖7電路和圖3電路不同點是:圖3電路在S2關(guān)斷期間,初級繞組中無磁化電流,而在圖7電路中,即使在S2關(guān)斷期間,CP仍會提供一定的磁化電流。
4結(jié)語
圖3電路由于采用開關(guān)管S1作為有源箝位/恢復器件,使該電路具有如下優(yōu)點:
(1)為使變壓器恢復,不需要附加恢復繞組,或附加有損耗的箝位器件。
(2)占空比比較高,允許輸入電壓范圍寬,或采用較高的匝比。
(3)由于匝比較高,初級上的電流應力和次級側(cè)上的電壓應力可大大減輕。
(4)存貯在寄生元件中的能量被傳輸?shù)街C振槽路元件上,并循環(huán)進行,結(jié)果使電路效率提高,噪聲下降。
(5)由于開關(guān)電壓被箝位到一個可控制的電平上,器件應力減小了,就可采用低額的開關(guān)器件。
(6)可實施零電壓開關(guān)(ZVS),從而可工作在較高的頻率上并獲得較高的效率。
(7)在整個輸入電壓變化范圍內(nèi),開關(guān)管上的電壓應力相當恒定,這就為設計者提供了綜合考慮的余地。而在其他單端式電路中,由于開關(guān)電壓應力與輸入電壓成正比,不具有這個優(yōu)點。
(8)由于采用了這種有源箝位技術(shù),就有可能在次級側(cè)采用同步開關(guān)改善變壓器波形。
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