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用UCC2891为核心控制IC驱动P-MOSFET&N-MOSFET。4 k" q# q4 c& a/ M( v
该方案主要特点:
7 v2 f8 D$ y* |; M# N(1)可实现变压器磁心的自动磁复位,不必另加复位措施;
" T. ?9 A A1 m. F+ 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;
" I/ {# D) a; U* k6 ^(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)5 p- Y! b5 i8 N
(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)
& N" f7 o1 _9 f& g( v正激有源箝位电路工作原理:
* e! e3 Y1 q# w/ m5 Y/ `) x$ O! T
) j- Q6 e7 b+ h& i& S5 P如图1,其输出电压公式: (1)5 z9 O) s" G, G( `5 @
表2.1 有源箝位ZVS正激变换器工作模式表
8 }. s# ^2 }' Y* q: W模式 1 2 3磁复位 4磁复位 5 66 M3 h# [/ L' {! G6 e3 w2 ^
时间段 T0~T1 T1~T2 T2~T3 T3~T4 T4~T5 T5~T0 ’8 ~/ E6 J! m* s. }2 J
特征 能量传送 谐振 谐振 箝位 谐振 谐振( A* q4 m1 V; I0 t8 |- \
Tr1(主) ZVS开通 关断 关断 关断 关断 关断
7 k- H. q$ G0 a! Q/ @. CTr2 关断 关断 关断 ZVS开通 软关断 关断
$ s" p. D: v* W! G) KVds1 0 上升到Vin 继续升最值 Vs+Vc0 下降 下降到0
, R! ^: \% x3 n0 Q/ Q; g6 pIm 上升变正 最大正值 线性下降 下降变负 最大负值 线性上升8 q: n2 d- ~ Y& p* n) C( y+ e4 y6 u6 s; @
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)4 i J1 C3 d9 J$ W, ~, J. w1 `5 g
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。- t* c% H5 l7 R8 ]9 r* N- ~& ^
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)- X) R" f0 z5 ]2 Z8 R. L1 i7 J
2 \' N# r% B0 D" {; S: q+ a& h 图2.1 Uco=DUin/(1-D)
$ ~/ ~4 ^5 B; F2 l0 w 1 y5 B! ^0 h+ d4 \* r; d9 _
图2.2 Uco=Uin/(1-D)
E5 _9 c0 a* h) d% K工作模式具体分析:' F+ c2 {& e0 Y, @2 g
——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
/ M: Q2 A- h8 i" C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
' g8 E* B& ]1 d' b正向激磁。 5 R1 `1 ?& a$ `& e& G8 |
I- M+ l7 X% ] {2 ]TR2的电压Uds2=Uin+Uco(箝位电容电压)0 h7 E" [! Y' T6 u: d
箝位电容被预充到 Uco=DUin/(1-D)
; R- x }* V, R2 o7 e+ k& I $ L4 q8 t8 D( |+ O* P
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+Vin5 [7 ? N+ e' c. t
9 @3 I* D- G$ K5 }" ?2 q: I
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. 2 M2 ?0 |3 W. T5 G6 ]
参考工作波形: |
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