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用UCC2891为核心控制IC驱动P-MOSFET&N-MOSFET。1 ~! a1 w3 X& {
该方案主要特点:
6 Z7 A9 ]4 [, C6 T; x- [; W(1)可实现变压器磁心的自动磁复位,不必另加复位措施;
1 b& i: S! {/ f+ {" \. J(2)使激磁电流正负方向流通,使磁心在磁化曲线一、三象限运行,提高磁心利用率;( y2 J0 A) a7 I( i' ?9 p) l
(3)减小功率开关管上的电压应力(变压器原边绕组伏秒平衡). u) z% G9 S" r7 f! a
(4) 正激变换器的铜损较低(使用无气隙的铁心,电感值较高)。纹波电流和纹波电压小。应用于低压、大电流、功率较大场合。(而反激适合小功率场合,并联工作容易,可以自动均衡,多台并联时采用反激为多)& @( U: ?8 Q0 J1 D0 ^( Z1 v" }, z7 \
正激有源箝位电路工作原理:
, e C7 c1 O& l- W4 L
0 u0 c- H) y! V# [/ ?3 h如图1,其输出电压公式: (1)% U/ L+ e; u1 \
表2.1 有源箝位ZVS正激变换器工作模式表
' z, P: P7 X4 h( Q6 Z( T模式 1 2 3磁复位 4磁复位 5 6
7 X2 G+ v' m0 |4 r2 x2 K. q6 x时间段 T0~T1 T1~T2 T2~T3 T3~T4 T4~T5 T5~T0 ’
0 a9 y: n+ a) @: A特征 能量传送 谐振 谐振 箝位 谐振 谐振$ ^7 P- L. i! I% s3 X
Tr1(主) ZVS开通 关断 关断 关断 关断 关断
9 \5 i `( h$ I0 k* L% ?( l0 rTr2 关断 关断 关断 ZVS开通 软关断 关断
' j6 ~( Q V8 \6 @% ^9 W# OVds1 0 上升到Vin 继续升最值 Vs+Vc0 下降 下降到05 w5 H% p7 y1 h$ [) x& m
Im 上升变正 最大正值 线性下降 下降变负 最大负值 线性上升
( U- k4 M9 y/ Z1 M* f主要思路: 开关上并联吸收电路——可以抑制电力电子系统开关浪涌电压、电流,使电路中储能被利用或者被反馈到电网(有源)——将开关管上电压箝位在一定范围内(箝位)
3 L3 ], `( i- P2 U* w有源箝位正激变换: 在功率开关管上并联箝位电路(有源和无源箝位(RCD和LCD网络)电路 )——箝位开关器件电压和变压器铁心磁通自动复位)激磁电流正负方向流通,使磁芯在磁化曲线的一、三象限运行,提高磁芯利用率。
& X# v5 Q7 a! J D7 G 强调指出, 单端开关变换器中,有源箝位电路由箝位开关(小功率MOSFET)和箝位电容串联组成,有两种接法——并在主开关管上和并在变压器原边绕组两端。主开关off期间,箝位电容将其两端电压箝位,其本保持不变。(图2.2容易驱动电路设计,可以共地); t! j8 w5 b. ^8 q
3 ]/ o4 J) i7 I$ X) X 图2.1 Uco=DUin/(1-D); z" P, P, i" T6 ~! k9 i Z
1 ]* ^( R6 D% r5 L5 t* `! n( E 图2.2 Uco=Uin/(1-D)- F2 f m+ w( G- S
工作模式具体分析:
5 q5 E/ L. Y6 E7 s——如图2.1,假设t<T0阶段,TR1、TR2都关断,Vds1谐振下降至零Vds1=0,变压器原边电流Im从最大负值--线性上升3 U5 n6 E& K0 g2 Q/ X/ J1 m
模式1(供能阶段): T0~T1 能量传送给负载,励磁电感储能 。TR1导通,TR2断态. 励磁电流从最大负值--线性上升,变压器原边由于Uin->变压器T1主开关TR1充磁,变压器
- V& R/ I5 a$ u9 A- N3 C正向激磁。
P3 \0 |6 `. ]. p , M; R" e) ]' F( X* K' e+ {
TR2的电压Uds2=Uin+Uco(箝位电容电压)
" {4 X8 J$ ~5 R3 `/ d, U 箝位电容被预充到 Uco=DUin/(1-D)" [ B A; [- m1 M
) I7 K2 g m+ p) V* @
模式2(箝位电容储能): T1~T2 当t=T1时刻,T1关断,T2依然断态, 励磁电流Im D2(体二极管)C箝位电容.开始下降,励磁电感能量转化到箝位电容,原边电感感应电势方向改变。直到Im正向电流下降到零 .主开关管两端电压被箝位在Vco+Vin0 x! I" K3 t' X5 s. ^ x0 V4 E4 E
8 T: c" c8 O# q. H3 x2 Q+ g M 模式3(箝位电容释放能量,自动磁复位)T1断态, T2开通。t=T2时刻,励磁电感电流Im=0, T2导通, 然后由于谐振缘故,C箝位电容开始放电,Im反向电流并开始增加. 知道箝位电容电压到初始值,磁复位过程结束。完成周期运行. ' ~4 b$ s; a1 I; L) N1 O2 u
参考工作波形: |
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