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一種Flyback軟開關實現(xiàn)方法
摘要:提出了一種Flyback電路ZVS軟開關實現(xiàn)方法,即通過附加一個繞組,使激磁電感電流反向,從而來創(chuàng)造Flyback電路主開關的ZVS軟開關條件;分析了其工作原理及電路參數(shù)的設計;最后的實驗結果驗證了該電路的工作原理及有效性。關鍵詞:Flyback電路;軟開關;輔助繞組
引言
輕小化是目前電源產(chǎn)品追求的目標。而提高開關頻率可以減小電感、電容等元件的體積。但是,開關頻率提高的瓶頸是開關器件的開關損耗。于是軟開關技術就應運而生。
本文提出了一種帶輔助繞組的Flyback零電壓軟開關實現(xiàn)方法。通過對該電路的工作原理分析及實驗的結果,驗證了該電路的可行性。
1 工作原理
圖1所示的即為本文所提出的軟開關電路,輔助繞組的匝數(shù)與輸出繞組相同。開關管S1與S2互補導通,之間有一定的死區(qū)防止共態(tài)導通,如圖2所示。電路中激磁電感Lm的取值較小,使電流iLm可以反向以達到主開關S1的ZVS軟開關條件,如圖2(a)及圖2(b)中iLm波形所示。由于電路在輕載及滿載時的工作狀況有略微不同,下文將具體分析電路輕載時的工作原理,滿載時的工作原理將簡要說明?紤]到開關的結電容以及死區(qū)時間,電路輕載時一個周期可以分為7個階段,其各個階段的等效電路如圖3所示。其工作原理描述如下。
1)階段1〔t0,t1〕該階段S1導通,Lm承受輸入電壓,激磁電流iLm正向線性增加,從負值變?yōu)檎。在t1時刻S1關斷,iLm達到最大值,該階段結束。
2)階段2〔t1,t2〕S1關斷后,激磁電感電流開始下降,其中一部分對S1的輸出結電容充電,S1的漏源電壓線性上升;同時另一部分通過變壓器耦合到副邊使S2的輸出結電容放電,S2的漏源電壓可以近似認為線性下降,t2時刻S2的漏源電壓下降到零,該階段結束。
3)階段3〔t2,t3〕當S2的漏源電壓下降到零之后,S2的寄生二極管就導通,將S2的漏源電壓箝位在零電壓狀態(tài),也就是為S2的零電壓導通創(chuàng)造了條件。同時二極管D也導通。
4)階段4〔t3,t4〕t3時刻S2的門極變?yōu)楦唠娖剑琒2零電壓開通。激磁電感Lm承受反向電壓nVo(n為變壓器原副邊匝數(shù)比),Lm上電流線性下降,t4時刻下降到零,通過開關管S2及二極管D的電流也同時下降到零,該階段結束。
5)階段5〔t4,t5〕通過二極管D的電流下降到零以后,二極管D自然關斷。而S2繼續(xù)導通,Lm上承受電壓nVo,流過Lm的電流從零開始反向線
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