一种新型有源钳位正激变换器的研究

冯倩++卜莹++张守鹏++王栋

摘 要：提出了一种新型的有源钳位正激变换器的拓扑结构。新的变换器通过次级谐振饱和电感使最大励磁电流大于传统变换器的最大励磁电流，并且使新的变换器的主开关管S1在软开通时不再受输出电流的影响，在软开通方面明显优于传统的变换器；有效占空比等方面都优于其他拓扑结构。

关键词：有源钳位正激变换器 拓扑结构 研究

中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（c）-0032-02

近年来，随着开关电源技术的不断发展，有源钳位拓扑结构的应用越来越多。次级谐振有源钳位正激变换器更进一步提升电源的效率。新型有源钳位正激变换器引入了谐振饱和电感，使得主开关管S1在软开通时不再受输出电流的影响，在软开关方面明前优于传统有源钳位变换器；并且最大励磁电流大于传统有源钳位变换器的最大励磁电流。利用这种有源钳位变换器可以通过钳位电路使变压器自动复位，使磁芯工作在磁化曲线第一及第三象限运行，并且可以使激磁电流正负方向流通，从而有效提高了磁心利用率。

1 次级谐振有源钳位正激变换器工作原理

次级谐振有源钳位正激变换器的主电路结构如图1所示。在图1中，为输入电压、为输出电压、S1、S2为开关管、L1、L2为变压器T1的初次级绕组、为滤波电感、为谐振电感（饱和电感）、D1为整流二极管、D2为续流二极管、为输出滤波电容、Cc为钳位电容。

2 次级谐振有源钳位正激变换器同传统有源钳位变换器比较

在相同的输入电压、匝比、输出功率、输出电压的情况下，次级谐振有源钳位正激变换器和传统有源钳位变换器相比有以下几点。

（1）两者的钳位电压、开关管的电压应力相同，但是传统有源钳位变换器的钳位开关管的电流应力明显小于新型变换器的钳位开关管的电流应力。

（2）传统的有源钳位变换器的最大励磁电流小于次级谐振有源钳位变换器的最大励磁电流。

（3）零电压条件的比较。

在引入了谐振饱和电感后，新型变换器的主开关管S1在软开通时不再受输出电流的影响，在软开通方面明显优于传统有源钳位变换器。

（4）新型变换器是通过调节开关频率来实现有效占空比的调节，从而调节输出电壓。

当变换器占空比一定时，通过调节开关频率来获得不同的输出电压。即：输出电压的高低随着工作频率的升高而降低。从而该变换器可以工作在变频模式。这是传统有源钳位变换器所不具有的。

3 次级谐振有源钳位正激变换器的工作过程

新型有源钳位变换器一个工作周期是由八个工作模式完成的。

表1为新型有源钳位正激变换器一个开关周期各阶段稳态运行模式，图2为一个开关周期中电路各主要电量波形。

4 结语

在电力电子技术的不断发展下，该文的新型变换器技术被用于各种不同的拓扑结构中。该文的新型变换器不仅将主功率开关管电压钳位在一定的水平，还能实现主功率开关管和辅助开关管的零电压开通，从而提高了效率、提高了开关电源高功率密度，降低了电源损耗和体积减小。由于变压器工艺和器件性能的影响，有源钳位技术还很难在高压到低压的变换中实现，而国外一些先进企业已将软开关技术应用于有源钳位变换器中，这也成为国内未来研究的方向。

参考文献

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