论文有源箝位正激变换器的理论分析与设计方法

有源箝位正激变换器的理论分析与设计方法刘(深圳华德电子有限公司，广东深圳518066)摘要：零电压软开关有源箝位正激变换器的拓扑结构非常适合于中小功率开关电源的设计。零电压软开关模式可以通过增加干式变压器的励磁电流或应用磁饱和电感来实现。基于对零电压软开关有源箝位正激变换器拓扑结构的理论分析，提出了一种实用的优化设计方法。实验结果验证了理论分析和设计方法。关键词：主动钳；正向转换器；零电压软开关1单端正激变换器拓扑结构简单、运行可靠、成本低，广泛应用于先立的离线中小型电源设计。在计算机、通信、工业控制、仪器仪表、医疗设备等领域。这种电源具有广阔的市场需求。如今，节能环保已经成为世界对耗能设备的基本要求。因此，电源单元的效率和电磁兼容性自然成为开关电源的两个重要指标。而传统的单端正向拓扑，由于其工作在较好象限、硬开关模式的磁特性，决定了该电路存在一些固有缺陷：干式变压器体积大、损耗大；开关器件电压应力大，开关损耗大；dv/dt和di/dt大，电磁干扰问题很难处理。为了克服这些缺陷，文献[1]、[2]和[3]提出了有源箝位正激变换器的拓扑结构，从根本上改变了单端正激变换器的工作特性，可以实现零电压软开关工作模式，从而大大降低开关器件和干式变压器的功耗，降低dv/dt和di/dt，提高电磁兼容性。因此，有源箝位正激变换器的拓扑结构得到了迅速广泛的应用。然而，有源箝位正激变换器并不完美，零电压软开关特性并不总是能够实现。因此，在工业，的应用中，优化该电路的设计尤为重要。根据有源箝位正激变换器的拓扑结构，进行了详细的理论分析，指出了该电路的局限性，并给出了优化设计方法。正向有源箝位变换器的工作原理如图1所示。有源箝位正激变换器的拓扑结构与传统单端正激变换器基本相同，只是增加了辅助开关sa(带反并联二极管)、储能电容Cs、谐振电容Cds1、Cds2，省略了传统正激变换器的磁恢复电路。用磁饱和电感Ls实现零电压软开关，用短路代替硬开关方式。开关s和Sa以互补状态工作。为了防止开关S和Sa在公共状态下导通，在两个开关的驱动信号之间留有一定的死区时间。下面分别讨论硬开关模式和零电压软开关模式。为了分析方便，假设：1)存储电容器Cs的容量足够大，使得它

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