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用UCC2891为核心控制IC驱动P-MOSFET&N-MOSFET。* o/ [0 D! ]! f
该方案主要特点:
" p4 z/ u4 C8 g$ S) C(1)可实现变压器磁心的自动磁复位,不必另加复位措施;* z2 H! Q! r: [
(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;9 F9 ~. V: f" O8 v8 I0 K
(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)
: Q% `5 y1 ~# c (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)
( T7 Z" e$ N8 N, }' g1 m正激有源箝位电路工作原理:9 r$ Q- j# R, |. a" ]" N2 B# f6 Q6 [' m
0 T# T* y( A: C' u如图1,其输出电压公式: (1)! F+ r$ _. D# M/ P
表2.1 有源箝位ZVS正激变换器工作模式表7 T( E* U% N/ t, Y
模式 1 2 3磁复位 4磁复位 5 64 M) r) w% A6 p' ?
时间段 T0~T1 T1~T2 T2~T3 T3~T4 T4~T5 T5~T0 ’
( p! e0 E) D$ ]" t" t特征 能量传送 谐振 谐振 箝位 谐振 谐振! ]) T* D1 K) t3 N" Q; i
Tr1(主) ZVS开通 关断 关断 关断 关断 关断' Z" v# d# k& y$ F) l: Q* }! e
Tr2 关断 关断 关断 ZVS开通 软关断 关断& Z& w1 _. u* ~2 u5 s1 w
Vds1 0 上升到Vin 继续升最值 Vs+Vc0 下降 下降到0! g8 y* s- ~1 ~- k F
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2 O% ]3 k: D ~
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). d, u1 _( k; i* p; Q% `7 O; ^
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。& `$ a( }$ e/ \+ F' ~
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)
& Q" ^/ h5 U3 o* v+ J
1 P1 \) P) V0 u7 B$ b$ H) i. b 图2.1 Uco=DUin/(1-D). l( d5 I; m0 \, Z" {! y
& B# n; v; a" M( l8 s
图2.2 Uco=Uin/(1-D)/ G" I- }" y' {, ^0 D. x: h
工作模式具体分析:1 \& o% J7 V0 y" b( N
——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5 Q% ~1 D# U9 B5 V
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: b- @* ^1 I6 Z' U- m
正向激磁。 4 W8 m( q0 V5 V* V3 x5 E5 E
" i6 r" N% y% T# E1 g
TR2的电压Uds2=Uin+Uco(箝位电容电压)
& D1 q+ y, Y! z1 O" ~" J2 ] 箝位电容被预充到 Uco=DUin/(1-D)3 v& ]8 u) c. I0 G
7 f) K+ b4 g6 r( U, b! z4 w2 J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+Vin. C. ]& P& U7 ?4 s1 p8 n3 n7 }
6 i |+ H7 b; s2 n# `. K* L9 q
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.
O( k( j' R+ U8 X0 ~2 y参考工作波形: |
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