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用UCC2891为核心控制IC驱动P-MOSFET&N-MOSFET。
' I+ [; t6 B6 j6 ^该方案主要特点:; q6 p( g" m! u3 u' b
(1)可实现变压器磁心的自动磁复位,不必另加复位措施;4 Z5 g* w+ ]* \
(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;# v( ^8 |4 x; U! b+ {. M M
(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)
' F$ T: R9 l# \ Y! b (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), r B% a0 \; ?5 `
正激有源箝位电路工作原理:. X, W# A; l* u8 |% X$ u) E* |
8 X4 i' ^; }5 ]9 L/ C( ?
如图1,其输出电压公式: (1)
- e$ @3 w( p9 Q4 ^8 ~1 t表2.1 有源箝位ZVS正激变换器工作模式表
: B# n% e' `9 x* y模式 1 2 3磁复位 4磁复位 5 6
" \ }8 V3 D; b& K* R9 C时间段 T0~T1 T1~T2 T2~T3 T3~T4 T4~T5 T5~T0 ’/ Q/ Z& M+ U& Z. V3 G$ `, N/ @- L! Q
特征 能量传送 谐振 谐振 箝位 谐振 谐振0 W. V- ~; |/ S4 b- E5 J' y
Tr1(主) ZVS开通 关断 关断 关断 关断 关断
6 L D" O+ s& f0 c9 b- O, I5 iTr2 关断 关断 关断 ZVS开通 软关断 关断1 a" e1 u9 a b8 h( x$ }% b
Vds1 0 上升到Vin 继续升最值 Vs+Vc0 下降 下降到0
9 N2 _5 X, @( oIm 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 U# V2 n+ }9 c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)- N ]2 k2 n q2 r
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。' l3 r0 H# J/ [4 \5 H: v$ i
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)
& u( P* T8 |4 y7 ^9 G3 k. q ! \9 Y1 U6 Y! N& v
图2.1 Uco=DUin/(1-D)1 c$ k& K+ r y) S
' Q d! b m9 \ j- ] 图2.2 Uco=Uin/(1-D)
* p. [. P) X9 `/ Z, `工作模式具体分析:
( N& P; x8 `3 O& w——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, D# N) Q8 k# P4 W" q
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
' l- K" U; n# z+ Q- { a正向激磁。 # d& X# ]7 W4 Z) H! _/ @' f' X ` v, Z
y* ^+ ~& j7 QTR2的电压Uds2=Uin+Uco(箝位电容电压)+ k) s2 Z) J0 o Q* k! _* G
箝位电容被预充到 Uco=DUin/(1-D)% V, N* T; }1 Z; @$ B2 U, C& [
1 Y6 o$ a5 X0 D: I0 A
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& g. ^1 F( m8 H5 H. @
( ]" V+ F6 x2 y. c& H 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.
- u+ R: n# t5 s' |2 m3 ]参考工作波形: |
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