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用UCC2891为核心控制IC驱动P-MOSFET&N-MOSFET。
9 o3 Y! O y, L, E5 o! k6 d& H2 @该方案主要特点:3 B9 w+ F K* h( @- P
(1)可实现变压器磁心的自动磁复位,不必另加复位措施;
$ b- C' U" x/ e(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;3 I5 u0 o N$ Z( a+ h) x
(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)6 u# k; z" t( S" m* c- d
(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)
5 I# y) {5 F, u% w) }, Q5 q. M正激有源箝位电路工作原理:& i# } ~" t6 F; F7 o- M# Z [
% _& t# S! V8 `* ?% G( K如图1,其输出电压公式: (1)7 C9 _( Z5 a( d i
表2.1 有源箝位ZVS正激变换器工作模式表
2 M- L: G/ n7 ?2 y6 r模式 1 2 3磁复位 4磁复位 5 67 d e& }3 ]$ V- d# q3 e
时间段 T0~T1 T1~T2 T2~T3 T3~T4 T4~T5 T5~T0 ’
; y! a) K' [8 n0 U* z' X' {特征 能量传送 谐振 谐振 箝位 谐振 谐振
* g' m# ^ P: ATr1(主) ZVS开通 关断 关断 关断 关断 关断1 B, \( ?% }, S4 N+ e# f2 m3 \
Tr2 关断 关断 关断 ZVS开通 软关断 关断
" [% ~. |7 E; o$ Q5 {- sVds1 0 上升到Vin 继续升最值 Vs+Vc0 下降 下降到0" |5 b# M" {6 B
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( P& v. }2 m- O+ v
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)
: \1 X8 s5 `4 a1 \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。
1 R/ x) _/ b0 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)* Z& l# _3 B! W0 e$ ?
1 X! [; {6 x6 @ s2 z4 X
图2.1 Uco=DUin/(1-D)5 }9 c6 U* q$ Y4 ]% A
& U+ G- S' E6 F+ k5 `' T' U 图2.2 Uco=Uin/(1-D)* d1 M9 \' \! m4 {6 \+ `7 O
工作模式具体分析:% o2 O3 h: m7 I; r3 v
——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 P9 P. c& A5 `8 p# b, }# _+ D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' C0 e* H9 Y8 e& u* s4 [: l
正向激磁。 8 `* [/ X2 J4 C) H3 V" x7 g% R
( p/ A% P. k/ S* ]+ b' A1 XTR2的电压Uds2=Uin+Uco(箝位电容电压)' `4 n) y, r! S- Q0 t
箝位电容被预充到 Uco=DUin/(1-D)
# Q' I3 @ B4 e; j3 v+ ~ 4 C0 q/ O; a8 T1 [& ?( Z
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
% j, [+ t3 I% _$ V3 @
0 }! z( ?; t& Y9 m9 R0 a: v 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. 1 X. u" p# R* Z E d
参考工作波形: |
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