有源鉗位變壓器復位技術相比傳統單端復位技術有很多優點,如主開關 MOS應力較低,能在零電壓開關,減少EMI電磁干擾和占空比可以大于 50%。使用有源鉗位的單端正激拓撲是目前最流行的,同樣可以使用于反激電路。
有源鉗位正激式轉換器
圖1給出了有源鉗位正激式轉換器的兩種主電路。其中,Lm和LLK,分別表示變壓器的等效勵磁電感和漏感,電容C1和C2分別表示開關管V1和V2的結電容,D1和D2為開關管V1和V2的反并聯二極管。鉗位開關管V2(小功率MOSFET)和鉗位電容C串聯,組成有源鉗位電路,此電路有兩種接法:一種是與轉換器的主開關管V1并聯,如圖1(a)所示;另一種是并聯在變壓器的初級繞組兩端,如圖1(b)所示。
圖1 有源鉗位正激式轉換器的兩種主電
在正激式轉換器中,利用有源鉗位技術可以實現變壓器鐵心的自動磁復位,無須另加復位措施;并可以使勵磁電流正、負方向流通,使鐵心在磁化曲線第一象限及第三象限運行,提高了鐵心的利用率。
在主開關關斷期間,鉗位電路將主開關管兩端的電壓鉗位在一定數值的水平上,并基本保持不變,從而避免了主開關管上出現過大的電壓應力。分析表明,正激式轉換器主開關管兩端的電壓為輸人電壓Ui,與鉗位電容C上電壓UC之和。
有源鉗位CCM反激式PFO轉換器
在反激式PFC轉換器的初級繞組并聯一個有源鉗位電路,就得到了有源鉗位CCM反激式PFC轉換器。鉗位電路曲鉗位開關和鉗位電容串聯組成。當主開關管關斷時,開關管上的電壓被鉗定在一定水平上,因此,對于輸入交流電壓為90~260 V的情況下”主開關管可以選用耐壓為600 V的功率MOS管;變壓器的漏磁能量可以回收,并且主開關管和鉗位開關管都有可能實現零電壓導通,使反激PFC轉換器的效率較高(超過90%)。
有源鉗位反激式PFC轉換器采用交錯并聯輸人,可以使輸入電流的紋波大大減小,改善了功率因數,使輸人濾波器的尺寸也可以顯著減小。
圖2(a)為交錯并聯輸人的有源鉗位反激式PFC轉換器的電路原理圖,兩臺有源鉗位反激式PFC轉換器,只用了一個鉗位電路(電鉗位開關管⒕和鉗位電容C組成)。兩臺轉換器的輸入端反相(相位互差180°,又稱交錯)并聯,由橋式整流器供電。輸出端直接并聯,接輸出濾波電容Co。
有源鉗位反激式PFC轉換器采用交錯并聯輸入后,使輸入電流的紋波減小了很多,如圖2(b)所示,其中,iv1和iv2分別為每一個轉換器的輸人電流,iv是交錯并聯后的總輸人電流。
圖2 交錯交聯輸人的有源鉗位反激式PFC轉換器
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