有源鉗位正激式轉(zhuǎn)換器
圖1給出了有源鉗位正激式轉(zhuǎn)換器的兩種主電路。其中,Lm和LLK,分別表示變壓器的等效勵磁電感和漏感,電容C1和C2分別表示開關(guān)管V1和V2的結(jié)電容,D1和D2為開關(guān)管V1和V2的反并聯(lián)二極管。鉗位開關(guān)管V2(小功率MOSFET)和鉗位電容C串聯(lián),組成有源鉗位電路,此電路有兩種接法:一種是與轉(zhuǎn)換器的主開關(guān)管V1并聯(lián),如圖1(a)所示;另一種是并聯(lián)在變壓器的初級繞組兩端,如圖1(b)所示。
圖1 有源鉗位正激式轉(zhuǎn)換器的兩種主電
在正激式轉(zhuǎn)換器中,利用有源鉗位技術(shù)可以實現(xiàn)變壓器鐵心的自動磁復(fù)位,無須另加復(fù)位措施;并可以使勵磁電流正、負(fù)方向流通,使鐵心在磁化曲線第一象限及第三象限運(yùn)行,提高了鐵心的利用率。
在主開關(guān)關(guān)斷期間,鉗位電路將主開關(guān)管兩端的電壓鉗位在一定數(shù)值的水平上,并基本保持不變,從而避免了主開關(guān)管上出現(xiàn)過大的電壓應(yīng)力。分析表明,正激式轉(zhuǎn)換器主開關(guān)管兩端的電壓為輸人電壓Ui,與鉗位電容C上電壓UC之和。圖1(a)、(b)中,鉗位電容C上的電壓UC是不同的,根據(jù)計算可以分別得到
對圖1(a)所示的電路
對圖1(b)所示的電路
式(3-252)可以推導(dǎo)如下:對于圖1(b)所示的電路,在一個周期Ts內(nèi),主開關(guān)管V1,導(dǎo)通的時間為DUTs,變壓器初級繞組承受的電壓為Ui,而V1的關(guān)斷時間為(1—Du)Ts,變壓器初級繞組承受的電壓為UC。由伏秒平衡的關(guān)系得
式(3-251)與Boost升壓式PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出/輸人電壓轉(zhuǎn)換比的形式類似,所以圖1(a)所示的鉗位電路也被稱為升壓式鉗位;式(3-252)與反激式PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出/輸入電壓轉(zhuǎn)換比的形式類似,故也有人稱圖1(b)所示的鉗位電路為反激式鉗位。有源鉗位正激式轉(zhuǎn)換器有兩個種運(yùn)行方式:一種是可以實現(xiàn)零電壓開關(guān);另一種不能實現(xiàn)零電壓開關(guān),兩種情況下某些電量波形是完全不同的。僅鉗住主開關(guān)管上電壓,并不等于能實現(xiàn)零電壓開通(ZVT)。當(dāng)開關(guān)管V1、V2關(guān)斷,V1輸出電容和變壓器勵磁電感諧振時,只要V1的端電壓UDS1諧振到零,就可以實現(xiàn)零電壓開通。保證UDS1諧振到零的條件
還有一種保證零電壓開通條件的方法是:在變壓器次級側(cè)與整流二極管串聯(lián)一個飽和電感(其作用相當(dāng)于一個磁性開關(guān)),在勵磁電流較小時,電感很大,阻止勵磁電流流向次級側(cè),保證主開關(guān)管的電壓諧振到零。
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