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有源钳位正激变换器的理论分析和设计方法

有源钳位正激变换器的理论分析和设计方法

点击数:7468 次   录入时间:03-04 11:48:48   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
=(3)

    上式说明,当变压器匝比愈小时,对于一定的输入电压和输出电压的变换器,开关管电压应力VDS愈小。所以,有源钳位正激变换器一个显著优点是可以降低开关管电压应力,从而可选用额定电压较低、通态电阻较小的功率开关管。另外,当变压器变比n确定后,开关管电压应力仅与占空比有关,如图3所示。显然,当占空比为0.5时,开关管承受最小的电压应力。当输入电压变化时,如果将占空比设计运行在以0.5为中心的对称范围内,则可使开关管承受的电压应力基本保持恒定。

图3  开关管电压应力与占空比的关系曲线

3.2  增加励磁电流实现零电压软开关工作条件

    从开关Sa断开到电压Vds1谐振至零的过程,即工作区间[t4t5]和[t5t0′]。要实现主开关S零电压软开通,其导通驱动延迟时间必须大于以上两区间之和。

    [t4t5]期间等效电路如图4所示。相应的电路微分方程是:

    Vin=LmCdsVds1(4)

    =(5)

    =VDS(6)

图4  [t4t5]期间的等效电路

微分方程的解为:

    Vds1=cos(ωtφ)+Vin(7)

    im=-sin(ωtφ)(8)

式中:0≤tt5t4

    Imp=(9)

        φ=arctan(10)

    Cds=Cds1Cds2(11)

        ω=(12)

t5时刻,即当

    t=t5t4=ta=(13)

    Vds1=Vin

    im=-Im(max)=-

K=ωTs=(14)

    Im(max)=Imp=(15)

    [t5t0′]期间等效电路如图5所示。相应的电路微分方程是:

    Vin=LmCdsVds1(16)

    =(IoIm(max))(17)

    =Vin(18)

图5  [t5~t0′]期间的等效电路

微分方程的解为:

    Vds1=sinωtVin(19)

    im=-(Im(max)Io)cosωtIo(20)

式中:0≤tt0′-t5

    Io=为变换器输出电流折算到变压器原边的值,并且忽略了输出电感的电流纹波。

    显而易见,主开关零电压开通的必要条件是:

    (Im(max)Io)≥CdsωVin(21)

    实际上,上述条件即是,变压器励磁电感储存的电流除支持负载电流外,剩余能量能使电容Cds1上电压谐振到零。V

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