Flyback正激變換器的工作原理

有隔離變換器的DC/DC變換器按照鐵芯磁化方式，可分為雙端變換器(全橋、半橋、推挽等)和單端變換器(正激式、反激式等)。和雙端變換器比較，單端變換器線路簡單、無功率管共導(dǎo)通問題、也不存在高頻變換器單向偏磁和瞬間飽和問題，但由于高頻變換器只工作在磁滯回線一側(cè)，利用率低。因此，它只適用于中小功率輸出場合。
單端正激變換器是一個隔離開關(guān)變換器，隔離型變換器的一個根本特點是有一個用于隔離的高頻變壓器，所以可以用于高電壓的場合。由于引入了高頻變壓器極大的增加了變換器的種類，豐富了變換器的功能，也有效的擴大了變換器的使用范圍。
單端正激變換器拓撲以其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低廉而被廣泛應(yīng)用于獨立的離線式中小功率電源設(shè)計中。在計算機、通訊、工業(yè)控制、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，這類電源具有廣闊的市場需求。當(dāng)今，節(jié)能和環(huán)保已成為全球?qū)哪茉O(shè)備的基本要求。所以，供電單元的效率和電磁兼容性自然成為開關(guān)電源的兩項重要指標(biāo)。而傳統(tǒng)的單端正激拓撲，由于其磁特性工作在第一象限，并且是硬開關(guān)工作模式，決定了該電路存在一些固有的缺陷：變壓器體積大，損耗大；開關(guān)器件電壓應(yīng)力高，開關(guān)損耗大 ；dv/dt和di/dt大等。
??? 為了克服這些缺陷，提出了有源鉗位正激變換器拓撲，從根本上改變了單端正激變換器的運行特性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)零電壓軟開關(guān)工作模式，從而大量地減少了開關(guān)器件和變壓器的功耗，降低了dv/dt和di/dt，改善了電磁兼容性。因此，有源鉗位正激變換器拓撲迅速獲得了廣泛的應(yīng)用。
本章主要介紹Flyback型有源箝位正激變換器的穩(wěn)態(tài)工作原理與電路設(shè)計。
1.2 Flyback型有源箝位正激變換器穩(wěn)態(tài)工作原理
有源箝位正激變換器由有源箝位支路和功率輸出電路組成。有源箝位支路由箝位開關(guān)和箝位電容串聯(lián)組成，并聯(lián)在主開關(guān)或變壓器原邊繞組兩端。利用箝位電容及開關(guān)管的輸出電容與變壓器繞組的激磁電感諧振，創(chuàng)造主開關(guān)和箝位開關(guān)的ZVS工作條件，并在主開關(guān)關(guān)斷期間，利用箝位電容的電壓限制主開關(guān)兩端的電壓基本保持不變，從而避免了主開關(guān)過大的電壓應(yīng)力；另一方面，在正激變換器中采用有源箝位技術(shù)還可實現(xiàn)變壓器鐵芯的自動磁復(fù)位，并可以使激磁電流沿正負兩個方向流動，使其工作在雙向?qū)ΨQ磁化狀態(tài)，提高了鐵芯的利用率。