资源描述：
《透析 dc dc正激变换器次级有源箝位电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、透析DCDC正激变换器次级有源箝位电路电源网讯 摘要提出一种新型DC-DC正激变换器次级有源籍位电路。它一方面将储存于变压器漏感能量无损耗地转移到负载，另一方面有效降低了次级功率二极管电压应力。本文对其一个周期内工作原理及相关理论进行分析，并给出2.8kWDC-DC变换器实验结果及波形。 关键词：正激变换有源箝位漏感1前言图1为正激变换器次级拓扑结构电路，VD,为整流二极管，VD:是续流二极管，L:是输出滤波电感，C:是输出滤波电容。当初级开关管开通时，VD,导通，VD:截止，初级能量向负载转移;当初级开关管关断时，
2、VD,关断，VD:开通，滤波电感电流通过VD:续流。以上只是理想状态，若考虑功率二极管的反向恢复特性和变压器漏感，当VD,(或VD2)处于反向恢复期时，有一冲击电流流经变压器，并将能量储存于变压器漏感中，此能量将使二极管承受较大的反向电压冲击。这样一方面需选用较高耐压等级的二极管，另一方面产生的EMI也较大。此外，由于变压器存在绕线电阻，此能量会使变压器发热。如何有效处理漏感能量呢?最常用的办法是将无源RC缓冲电路与每只功率二极管并联，如图2所示，使漏感能量都消耗在缓冲器上。工作频率越高，缓冲器消耗的能量越多，因此，
3、变换器频率和效率都不高。下面将介绍一种有源箱位电路，它能将功率二极管反向电压籍位在一较低范围内，并且能量回收电路将漏感所存储的能量无损耗地转移到负图1DC载，便于实现变换器的小型化。 图1为正激变换器次级拓扑结构电路 图2带RC缓冲电路的功率二极管2电路原理分析DC一DC次级有源籍位电路如图3所示，L2表示变压器次级的漏感，由VDI,VD2,VD3,VD4,C1组成全桥结构籍位电路，VD1,VD:是正激变换次级主整流二极管和续流二极管。对于这种全桥结构，加在每个主二极管上的最大反向电压就是电容CI的电压。因此，如果能
4、将C1电压籍在小于每个二极管的最大反向电压，二极管就可实现安全籍位了VT3,L3,VD5,C:组成升一降压式的能量回收电路。下面将分5个阶段对DC-DC次级有源籍位电路一个周期内工作过程进行分析，参见图4(图中纵坐标比例不一致)。为了便于分析，作出如下假设:(a)输出电感Lf足够大，在一个开关周期内，其电流基本保持不变，因此L:和C;以及负载可看成一个电流为I。的恒流源;(b)变压器除考虑次级漏感外视为理想器件;(c)主二极管VD;和续流二极管VD:除考虑反向恢复特性外其它均不考虑;(d)其它元件都是理想的。(1)t
5、。一t1to时刻，变换器初级开关管开通，变压器次级线圈电压U,翻转为Up,;/k，其中叽*为初级直流电压，k为变压器初次级匝比。整流二极管VD,正向偏置导通，流过玩、VD,的电流线性增长，增长率为di/dt=Usec/L2。由于二极管的反向恢复特性，VD2尚未关断，IVD2以相同的速率减小，但总的I0不变。(2)t1一t2IL2在t;时刻达到最大值IL2(max)二Io+IRR其中IRR为VD:的反向恢复电流峰值。t1时刻，VD2反向恢复期结束后关断，VD2上开始有反向电压，籍位二极管VD;导通。此时，籍位电路将加在
6、VD:上的反向电压籍位为C1的电压，L:上多余的能量向C1转移，IL2下降，Uc，增加。t:时刻，IL2=I。,VD4关断可以计算出这段时间转移到C;上的能量为:(3) t2一t3t2时刻，VT3开通，而在此之前，IL3=0，因此VT3实现了零电流开通，开通损耗很小。C1上储存的能量通过负载一L3-VT3通路向负载和L3转移，IL3增加。由于I。不变，IVDI将减小。t3时刻，C，复位 (4)t3一t4t3时刻，变换器初级开关管关断，同时VT3关断，I。和IVDI线性减小，减率di/dt=U},/L29IVD2以相同
7、速率线性增加。储存于L3上的能量转移到C:上，IL3减小，其减小率为dIL3/dt二一Uo/L3。若忽略R3损耗，(因为在模块正常工作时R3上消耗的功率约0.3W),C:与负载并联，这样L3上的能量就转移到负载上去了。 图4箱位电路工作原理波形(5)t4一t5t;时刻，IL2和，VDl达到负的，RR，而IVD2达到最大值，ID2(MAX)=Io+IRR,VD,关断，籍位二极管VD3开通。此时，加在VD,上的反向电压为籍位电容C,的电压，漏感上的能量通过VD2-Cl-VD3-L:通路向C,转移，UCi增加。t5时刻，I
8、L2为0，这段时间转移到C,上的能量为: t5时刻后，输出电感通过VD:续流，以维持输出电流连续。此后开始新的周期，状态同(1)。3、性能分析3.1、能量分析由于变压器的漏感与绕制工艺和磁芯材料有关，为了简化分析在这里将它看成一常量。由以上分析可知:在一个开关周期内漏感所储存的能量为 那么单位时间内漏感所储存的能量为 式中，f为变换器的工作频率
