第四章輸入與輸出隔離

1、第四章 輸入與輸出隔離的各種變換器結(jié)構(gòu)四種基本的非隔離開關(guān)電源：四種基本的非隔離開關(guān)電源：VinIoVoLSDVinVoDLIoSVo=Vin *DVo=Vin /(1-D)VoVin, 升壓型電路Buck變換器Boost變換器VinVoDLIoS1DS2Vo=Vin *D/(1-D)VoVin, 當(dāng)DVin 當(dāng)D0.5 升降壓型電路Vo=Vin *D/(1-D)Buck-Boost變換器Boost-Buck變換器VoVin, 當(dāng)DVin 當(dāng)D0.5 升降壓型電路四種基本變換器的比較 前三種由電感傳送能量，cuk用電容傳輸能量 變換器電氣特性與電感電流的工作狀態(tài)密切相關(guān) 電感、電容器能量儲放作

2、用，其參數(shù)、連接為低通濾波器。 Buck和Boost變換器是最基本的開關(guān)電源的種類 按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為2中基本的類型：非隔離型和隔離型。 1.Buck變換器，也稱降壓變換器 非隔離型 2.Boost變換器，也稱升壓變換器 3.Buck-Boost變換器，也稱升降壓變換器 4.Cuk變換器，也稱串聯(lián)變換器 隔離型:正激式，反激式，推挽式，半橋式，全橋式三種基本的隔離開關(guān)電源：三種基本的隔離開關(guān)電源：VinVoSLmDVinVoLSD1D2VinVoLS1D1D2S2正激型變換器反激型變換器橋式變換器第二節(jié) 反激變換器（Flyback）基本電路模型 Flyback (回掃型)反激式變壓器的基本結(jié)

3、構(gòu)和原理 原理：在開關(guān)S導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓Vi加在變壓器一次側(cè)線圈上，同名端 相對異名端為負(fù)，二次側(cè)二極管D反偏截止。初級電流線性上升（線性電感），變壓器作為電感運(yùn)行。 變壓器儲存能量，此階段沒有能量傳到次級，電容C單獨(dú)向負(fù)載供電。 在開關(guān)S斷開時(shí)，由楞次定理（E=N/T） 變壓器原邊繞組將產(chǎn)生一反向電動(dòng) 勢，此時(shí)輸出整流二極管D正向 導(dǎo)通，向次級負(fù)載提供能量。 關(guān)鍵點(diǎn)：反激式開關(guān)電源的核關(guān)鍵點(diǎn)：反激式開關(guān)電源的核 心就是將變壓器當(dāng)做一個(gè)電感來心就是將變壓器當(dāng)做一個(gè)電感來 看，先儲能，后釋放能量?？矗葍δ?，后釋放能量。電路特點(diǎn)變壓器初級磁通是單向的，故稱該變壓器為單端變壓器輸出電容器C和負(fù)載在

4、開關(guān)管截止時(shí)從變壓器次級獲得能量，故稱為反激式。反激式變換器的定義及優(yōu)點(diǎn) 定義： 反激式轉(zhuǎn)換器又稱單端反激式或“Flyback”轉(zhuǎn)換器，因其輸出端在原邊繞組關(guān)斷時(shí)獲得能量故而得名。在反激變換器拓?fù)渲?，開關(guān)管導(dǎo)時(shí)，變壓器儲存能量，負(fù)載電流由輸出濾波電容提供；開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器將儲存的能量傳送到負(fù)載和輸出濾波電容，以補(bǔ)償電容單獨(dú)提供負(fù)載電流時(shí)消耗的能量。 優(yōu)點(diǎn)如下：a、電路簡單，能高效提供多路直流輸出，因此適合多組輸出要求；b、輸入電壓在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，仍可有較穩(wěn)定的輸出，無需切換而達(dá)到穩(wěn)定輸出的要求；c、轉(zhuǎn)換效率高，損失?。籨、變壓器匝數(shù)比值小。但因磁性元件即是儲能的電感又是變壓器，設(shè)計(jì)時(shí)

5、比較困難。輸入輸出電流有較大尖峰并且是脈動(dòng)的。反激式變換器的工作模式 反激變換器分兩種工作模式：DCM和CCM，實(shí)際工作時(shí)，尤其是工作在寬電壓模式，負(fù)載變換較大時(shí)，一般都跨越這兩種工作模式。 （1）電感電流不連續(xù)模式DCM（Discontinuous Inductor Current Mode）或稱“完全能量轉(zhuǎn)換” ：Ton時(shí)儲存在變壓器中的所有能量在反激周期（Ton）中都轉(zhuǎn)移到輸出端。 （2）電感電流連續(xù)模式CCM（Continuous Inductor Current Mode）或稱“不完全能量轉(zhuǎn)換” ：儲存在變壓器中的一部分能量在Toff末保留到下一個(gè)Ton周期的開始。兩種工作模式的區(qū)別

6、： a. DCM狀態(tài)下在開關(guān)管導(dǎo)通期間，能量完全轉(zhuǎn)移中波形具有較高的原邊峰值電流，這是因主初級電感值Lp相對較低之故，使Ip急劇升高，其負(fù)面影響是增加了繞組損耗和輸入濾波電容器的紋波電流，從而要求開關(guān)管必須具有高電流承載能力，方能安全工作。 b.在CCM工作狀態(tài)中，原邊峰值電流較低，但開關(guān)管在導(dǎo)通時(shí)有較高漏極電流值，因此導(dǎo)致開關(guān)管高功率的消耗，同時(shí)為達(dá)到CCM，就需要有較高的變壓器原邊電感值Lp,由于要在變壓器磁芯中儲存殘余能量則要求變壓器的體積較DCM時(shí)要大，而其它系數(shù)是相等的。 反激變換器理想工作波形反激變換器實(shí)際工作波形以DCM模式為例：當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，初級電流線性上升，斜率為 ： 當(dāng)開

7、關(guān)S斷開時(shí)，初級電流Ip達(dá)到最大值：變壓器在開關(guān)管一個(gè)導(dǎo)通周期儲存的能量是： 當(dāng)功率管關(guān)斷時(shí)，次級二極管D正偏導(dǎo)通，次級電流會經(jīng)歷一個(gè)從小到大（原邊電流過渡到副邊電流），又從大到小（副邊電流對負(fù)載供電）的過程 。 在穩(wěn)定狀態(tài)下，磁通增量在Ton時(shí)的變化必須等于Toff時(shí)的變化，否則會造成磁芯的飽和，即變壓器原邊繞組每匝的伏秒值等于副邊繞組每匝的伏秒值，因此：pmspsmINNItLVIisosmstLVINNisopmsps即：而， .漏感對開關(guān)管關(guān)斷瞬間的尖峰電壓影響 由于變壓器漏感的存在及其它分布參數(shù)的影響，反激電源在開關(guān)管關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生很高的尖峰電壓，這個(gè)尖峰電壓嚴(yán)重威脅著開關(guān)管的正常工

8、作，必須采取措施對其進(jìn)行抑制。目前，有很多方法可使實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，其中RCD鉗位法以其結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點(diǎn)而得以廣泛使用 。)1 (maxDVnVVVsoscesceVV*)43(max)nIIoVT 開關(guān)管關(guān)閉后，能量傳遞給次級。因?yàn)楣ぷ髟诜沁B續(xù)模式，在開關(guān)管再次導(dǎo)通前，初級儲存的能量將全部傳給次級。輸入功率P（即1s內(nèi)傳遞的能量）為： 將 帶入上式，得到： 由上式可以轉(zhuǎn)換為： 此即計(jì)算反激式變壓器初級電感量的基本公式了。 電感值Lp和集電極最大工作電流由于 ，tiLVpssosofDITDItimaxmax假定，spsfDLmaxoIV 則，somaxVfIDLsp sVTpfILP22

9、1maxmax22DVnIDVIPsVTsonDVPIsVTmax2反激式變換器之反激變壓器設(shè)計(jì)1.首先確定電源設(shè)計(jì)所需的標(biāo)準(zhǔn) 在開始設(shè)計(jì)變壓器之前，根據(jù)電源的規(guī)范必須定義一些參數(shù)如下： （1）電源的工作頻率f （2）預(yù)計(jì)電源的效率 （3）最小直流母線電壓Vmin （4）最大占空比Dmax2.確定總輸出功率，他包含所有次級輸出功率，公式如下： 3.選定磁芯規(guī)格 1.AP法。AP=Aw*Ae 2.實(shí)際上，磁芯的初始選擇一般是很粗略的，因?yàn)樽兞刻嗔?，一般情況是參考以前的案列初步選擇磁芯。這邊有一個(gè)輸出功率和磁芯的對照表：4.初級線圈的最少匝數(shù)Npmin 選定磁芯型號后，就可以根據(jù)磁芯手冊查的磁芯

10、有效截面積Ae。根據(jù)選用的磁芯材質(zhì)型號確定最大磁通密度變化量B,單位是：Gs。由下式得出為變壓器初級側(cè)為避免發(fā)生磁芯飽和而應(yīng)具有的最少匝數(shù)：5.確定輸出匝數(shù) 式中，Np和Ns分別是初級繞組和次級繞組的圈數(shù)，其中的Ns對于多輸出繞組來說，指的是主輸出繞組，其余的輸出繞組的匝數(shù)按照下面的公式求得： Ns主 : Ns輔 =（ VS主+Vf1）：（ VS輔+Vf2 ）6. 變壓器的氣隙 由于反激式變壓器磁芯只工作在第一象限磁滯回線,磁芯在交、直流作用下的 B.H 效果與 AIR GAP大小有密切關(guān)聯(lián).看下圖，在交流電流下氣隙對Bac無改變效果,但對Hac將大大增加,這是有利的一面,可有效地減小CORE

11、的有效磁導(dǎo)率和減少原邊繞組的電感.在直流電流下氣隙的加入可使CORE承受更加大的直流電流去產(chǎn)生HDC,而BDC卻維持不變,因此在大的直流偏置下可有效地防止磁芯飽和,這對能量的儲存與傳遞都是有利的. 當(dāng)反激變壓器工作于CCM時(shí),有相當(dāng)大的直流成份,這時(shí)就 必須有氣隙. 7.線圈導(dǎo)線尺寸 初級電流峰值： 初級電流有效值： 次級電流的峰值： 次級電流的占空比： 工作在開關(guān)頻率式導(dǎo)線的趨膚深度 ： 如果導(dǎo)線線徑超過趨膚深度，應(yīng)選用橫截面積相近的多股線繞制。7.線圈結(jié)構(gòu) 為減少漏感，常采用三明治繞法，常用N1/2N2 N1/2反激式變換器之反激變壓器設(shè)計(jì)1.首先確定電源設(shè)計(jì)所需的標(biāo)準(zhǔn) 在開始設(shè)計(jì)變壓器之

12、前，根據(jù)電源的規(guī)范必須定義一些參數(shù)如下： （1）電源的工作頻率f （2）預(yù)計(jì)電源的效率 （3）最小直流母線電壓Vmin （4）最大占空比Dmax2.確定總輸出功率，他包含所有次級輸出功率，公式如下： 3.選定磁芯規(guī)格 1.AP法。AP=Aw*Ae 2.實(shí)際上，磁芯的初始選擇一般是很粗略的，因?yàn)樽兞刻嗔?，一般情況是參考以前的案列初步選擇磁芯。這邊有一個(gè)輸出功率和磁芯的對照表：4.初級線圈的最少匝數(shù)Npmin 選定磁芯型號后，就可以根據(jù)磁芯手冊查的磁芯有效截面積Ae。根據(jù)選用的磁芯材質(zhì)型號確定最大磁通密度變化量B,單位是：Gs。由下式得出為變壓器初級側(cè)為避免發(fā)生磁芯飽和而應(yīng)具有的最少匝數(shù)：5.確

13、定輸出匝數(shù) 式中，Np和Ns分別是初級繞組和次級繞組的圈數(shù)，其中的Ns對于多輸出繞組來說，指的是主輸出繞組，其余的輸出繞組的匝數(shù)按照下面的公式求得： Ns主 : Ns輔 =（ VS主+Vf1）：（ VS輔+Vf2 ）6. 變壓器的氣隙 由于反激式變壓器磁芯只工作在第一象限磁滯回線,磁芯在交、直流作用下的 B.H 效果與 AIR GAP大小有密切關(guān)聯(lián).看下圖，在交流電流下氣隙對Bac無改變效果,但對Hac將大大增加,這是有利的一面,可有效地減小CORE的有效磁導(dǎo)率和減少原邊繞組的電感.在直流電流下氣隙的加入可使CORE承受更加大的直流電流去產(chǎn)生HDC,而BDC卻維持不變,因此在大的直流偏置下可有

14、效地防止磁芯飽和,這對能量的儲存與傳遞都是有利的. 當(dāng)反激變壓器工作于CCM時(shí),有相當(dāng)大的直流成份,這時(shí)就 必須有氣隙. 7.線圈導(dǎo)線尺寸 初級電流峰值： 初級電流有效值： 次級電流的峰值： 工作在開關(guān)頻率式導(dǎo)線的趨膚深度 ： 如果導(dǎo)線線徑超過趨膚深度，應(yīng)選用橫截面積相近的多股線繞制。7.線圈結(jié)構(gòu) 為減少漏感，常采用三明治繞法，常用N1/2N2 N1/2 雙管反激變換器第三節(jié) 正激變換器VinVoDLIoS正激變換器的工作原理1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeADate:27-Mar-2001Sheet of File:F:李宏電路圖lihong.d

15、dbDrawn By:D3D1D2VINTQCLRffLWW123W*+-uuuw1w2w3VO+-iLf單端正激變換器的主電路單端正激變換器的主電路開關(guān)管開關(guān)管Q按按PWM方式工作，方式工作，D1是輸出整流二極管，是輸出整流二極管，D2是續(xù)是續(xù)流二極管，流二極管，Lf是輸出濾波電感，是輸出濾波電感，Cf是輸出濾波電容。變壓器是輸出濾波電容。變壓器有三個(gè)繞組，有三個(gè)繞組，W1原邊繞組，原邊繞組，W2副邊繞組，副邊繞組，W3復(fù)位繞組。復(fù)位繞組。正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)開關(guān)管開關(guān)管Q導(dǎo)通，電源電壓導(dǎo)通，電源電壓VIN加在原邊繞組上，變壓器鐵加在原邊繞組上，變壓器鐵芯磁通芯磁通增加，則變壓器鐵芯磁通

16、增量：增加，則變壓器鐵芯磁通增量：TWVTTtWVtWVINonINonIN111)(INVdtdW1正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)由由 得變壓器原邊磁化電流：得變壓器原邊磁化電流：式中式中LM是原邊繞組的勵(lì)磁電感。副邊繞組是原邊繞組的勵(lì)磁電感。副邊繞組W2上的上的電壓為：電壓為：此時(shí)整流二極管此時(shí)整流二極管D1導(dǎo)通，續(xù)流二極管導(dǎo)通，續(xù)流二極管D2截止，流過截止，流過濾波電感濾波電感Lf的電流增加：的電流增加：顯然這和顯然這和BUCK變換器中開關(guān)管變換器中開關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)一樣。導(dǎo)通時(shí)一樣。變壓器原邊繞組電流：變壓器原邊繞組電流： INWVWWu122dtdiLVVWWLffOIN32dtdiLVMMI

17、NtLVdtLViMINtKTKTMINMMLfWiiWWi211正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)Q關(guān)斷，變壓器原邊繞組和副邊繞組中都沒有電流流過，此關(guān)斷，變壓器原邊繞組和副邊繞組中都沒有電流流過，此時(shí)變壓器通過復(fù)位繞組進(jìn)行磁復(fù)位，勵(lì)磁電流時(shí)變壓器通過復(fù)位繞組進(jìn)行磁復(fù)位，勵(lì)磁電流iM從復(fù)位繞組從復(fù)位繞組W3經(jīng)過二極管經(jīng)過二極管D3回饋到輸入電源中去。此時(shí)整流管回饋到輸入電源中去。此時(shí)整流管D1關(guān)斷，關(guān)斷，流過電感流過電感Lf電流通過續(xù)流二極管電流通過續(xù)流二極管D2續(xù)流，復(fù)位繞組電壓：續(xù)流，復(fù)位繞組電壓：INWVu3此時(shí)整流管關(guān)斷，流過電感Lf電流通過續(xù)流二極管D2續(xù)流，顯然和BUCK變換器類似。在此開

18、關(guān)狀態(tài)中，加在Q上的電壓為：電源VIN反向加在復(fù)位繞組W3上，故鐵芯被去磁，鐵芯的磁通減?。鸿F芯磁通的減小量：式中Tr-ton是去磁時(shí)間。變壓器原邊繞組和副邊繞組的電壓分別為：變壓器原邊繞組和副邊繞組的電壓分別為：INWVWWu311INWVWWu322)1 (3131WWVVWWVVINININQINVdtdW3onrINtTWV3)(正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流iM從原邊繞組中轉(zhuǎn)移到復(fù)位繞組中，并開始線性減從原邊繞組中轉(zhuǎn)移到復(fù)位繞組中，并開始線性減?。盒。簅nMINonMINMWttLVWWtLVWWii3131303MWii在在Tr時(shí)刻，時(shí)刻， ，變壓器完成磁復(fù)位。，變壓器完

19、成磁復(fù)位。正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)Q關(guān)斷狀態(tài)中，所有繞組均沒有電流，它們的電壓為零。關(guān)斷狀態(tài)中，所有繞組均沒有電流，它們的電壓為零。濾波電感電流經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流。在此時(shí)濾波電感電流經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流。在此時(shí)Q上的電壓為上的電壓為:由于在正激變換器中磁通必須復(fù)位，得：由于在正激變換器中磁通必須復(fù)位，得： 整理得：整理得：INQVV )(31onrINonINtTWVtWV)(31onrontTWWt正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)如果W1W3，則去磁時(shí)間小于開通時(shí)間即開關(guān)管的工作占空比 。如果W1W3，Q管電壓大于2倍輸入電壓；W1W3，Q管電壓小于2倍輸入電壓。為了充分提高占空比

20、和減小Q兩端電壓，必須折衷選擇。一般選W1=W3，這時(shí) ， ，而Q管電壓等于2倍輸入電壓。由于單端正激變換器（Forword）變換器實(shí)際上是一個(gè)隔離的BUCK變換器，因此其輸入和輸出關(guān)系為： onrontTtonrontTt5 . 0Tton5 . 0TtonoffonrttT5 . 0maxTtonINOVWWV12正激變換器的不同開關(guān)狀態(tài)VbeiLfiW3ttttt00000tontoffTuW1VININVWW31TriMiW1IO 單端變換器的磁復(fù)位技術(shù)單端變換器的磁復(fù)位技術(shù) 使用單端隔離變壓器之后，變壓器磁芯如何在每個(gè)脈動(dòng)工作磁通之后都能恢復(fù)到磁通起始值，這是產(chǎn)生的新問題，稱為去磁復(fù)

21、位問題。因?yàn)榫€圈通過的是單向脈動(dòng)激磁電流，如果沒有每個(gè)周期都作用的去磁環(huán)節(jié)，剩磁通的累加可能導(dǎo)致出現(xiàn)飽和。這時(shí)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)電流很大；斷開時(shí)，過電壓很高，導(dǎo)致開關(guān)器件的損壞。 剩余磁通實(shí)質(zhì)是磁芯中仍殘存有能量，如何使此能量轉(zhuǎn)移到別處，就是磁芯復(fù)位的任務(wù)。具體的磁芯復(fù)位線路可以分成兩種： 一種是把鐵芯殘存能量自然的轉(zhuǎn)移，在為了復(fù)位所加的電子元件上消耗掉，或者把殘存能量反饋到輸入端或輸出端；另一種是通過外加能量的方法強(qiáng)迫鐵芯的磁狀態(tài)復(fù)位。具體使用那種方法，可視功率的大小、所使用的磁芯磁滯特性而定。磁復(fù)位技術(shù)HBBr-Br0HBBr-Br0典型的兩種磁芯磁滯特性曲線典型的兩種磁芯磁滯特性曲線磁復(fù)位技術(shù)

22、在磁場強(qiáng)度H為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的多少是由鐵芯材料決定。圖a的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br比圖b小，圖a一般是鐵氧體、鐵粉磁芯和非晶合金磁芯，圖b一般為無氣隙的晶粒取向鎳鐵合金鐵芯。 對于剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br較小的鐵芯，一般使用轉(zhuǎn)移損耗法。轉(zhuǎn)移損耗法有線路簡單、可靠性高的特點(diǎn)。對于剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br較高的鐵芯，一般使用強(qiáng)迫復(fù)位法。強(qiáng)迫復(fù)位法線路較為復(fù)雜。 簡單的損耗法磁芯復(fù)位電路是由一只穩(wěn)壓管和二極管組成，穩(wěn)壓管和二極管與變壓器原邊繞組或和變壓器副邊繞組并聯(lián)，磁芯中殘存能量由于穩(wěn)壓管反向擊穿導(dǎo)通而損耗，它具有兩種功能，既可以限制功率開關(guān)管過電壓又可以消除磁芯殘存能量。在實(shí)際應(yīng)用中由于變壓器從原邊到副邊的漏電

23、感（寄生電感）存在，這個(gè)電感中也有存儲的能量，因此一般把穩(wěn)壓管和二極管與變壓器原邊繞組并聯(lián)連結(jié)。這種電路只適用于小功率變換器中，。磁復(fù)位技術(shù)幾種磁復(fù)位方式 第三線圈復(fù)位法 RCD復(fù)位 有源鉗位 雙管正激第三線圈復(fù)位法特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 技術(shù)成熟可靠，磁化能量可無損地回饋到直流電網(wǎng)中去。 缺點(diǎn)： 附加的磁復(fù)位繞組使變壓器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)復(fù)雜化； 開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器漏感引起的關(guān)斷電壓尖峰需要RC緩沖電路來抑制，尤其是變壓器滿載時(shí)； 開關(guān)管承受的電壓與輸入直流電壓成正比，當(dāng)變壓器工作在寬輸入電壓范圍時(shí)，必須采用高壓功率MOSFET,而高壓功率MOSFET的導(dǎo)通電阻較大，從而導(dǎo)致導(dǎo)通損耗較大； Uin=Uin

24、max時(shí)，占空比d=dmin很小，不易于大功率輸出。RCD復(fù)位t=t2時(shí)開始磁復(fù)位，時(shí)開始磁復(fù)位，Cs與與Lm諧振使得磁化電感能量有一諧振使得磁化電感能量有一部分轉(zhuǎn)移到部分轉(zhuǎn)移到Cs 中去，剩余的中去，剩余的磁化電感能量和變壓器漏感磁化電感能量和變壓器漏感能量消耗在鉗位電阻能量消耗在鉗位電阻R中；中；t=t0t1期間，開關(guān)管期間，開關(guān)管導(dǎo)通變壓器上的磁化導(dǎo)通變壓器上的磁化電流增加；電流增加；t=t1時(shí)時(shí)VM 關(guān)斷，隨后以負(fù)載折關(guān)斷，隨后以負(fù)載折算到原邊的電流算到原邊的電流I0n給給Cs線性充電；線性充電；Cs：晶體管輸出電容、鉗位二極管結(jié)電容、折算到原邊的整流二極管結(jié)電容和變壓器繞組電容之和在

25、在t=t3t4期間期間VDC導(dǎo)通導(dǎo)通UDS的值保持為的值保持為Uin +Uc磁化磁化電流以一電流以一UcLm 的斜率線性下降到零；的斜率線性下降到零；在在t=t4t5期間，期間，Cs中儲存的能量傳遞到磁化電感中儲存的能量傳遞到磁化電感Lm中去。中去。可推導(dǎo)出鉗位電壓為：可推導(dǎo)出鉗位電壓為： Uc與與Uin無關(guān)；無關(guān)；增大增大Lm可降低可降低Uc； 增加增加Cs，可降低，可降低Uc；這可通過在；這可通過在VM漏源兩端外并電容來實(shí)現(xiàn)但這卻增漏源兩端外并電容來實(shí)現(xiàn)但這卻增加了功率開關(guān)的容性開通損耗；加了功率開關(guān)的容性開通損耗；減小源副邊總漏感減小源副邊總漏感L1k可降可降低低Uc，這是降低鉗位電壓的

26、關(guān)鍵因素。，這是降低鉗位電壓的關(guān)鍵因素。RCD復(fù)位 優(yōu)點(diǎn)： 磁復(fù)位電路簡單；磁復(fù)位電路簡單； 功率開關(guān)電壓較低；功率開關(guān)電壓較低； 占空比占空比d可大于可大于0.5,適用于寬輸入電壓場合。適用于寬輸入電壓場合。 缺點(diǎn): 大部分磁化能量消耗在鉗位電阻中。因此，它大部分磁化能量消耗在鉗位電阻中。因此，它廣泛應(yīng)用于價(jià)廉、效率要求不太高的功率變換廣泛應(yīng)用于價(jià)廉、效率要求不太高的功率變換場合。場合。RCD復(fù)位法特點(diǎn)有源鉗位為了簡化分析，假設(shè)輸出濾波電感為了簡化分析，假設(shè)輸出濾波電感L和鉗位電容和鉗位電容Ccl足夠大，因此可將它們分別作為電流源和電壓源處足夠大，因此可將它們分別作為電流源和電壓源處理。變壓

27、器用磁化電感理。變壓器用磁化電感Lm 、原副邊總漏感、原副邊總漏感L1k和變和變比為比為n：1的理想變壓器表示。每個(gè)開關(guān)周期分為七的理想變壓器表示。每個(gè)開關(guān)周期分為七個(gè)區(qū)間原理波形如右圖所示。個(gè)區(qū)間原理波形如右圖所示。t=t0時(shí)，功率開關(guān)時(shí)，功率開關(guān)VM開通。開通。VDC與與VD2截止截止VD1開通；開通；t=t1時(shí)。功率開關(guān)時(shí)。功率開關(guān)VM關(guān)斷，以關(guān)斷，以Ion對電容對電容Cs充電使得充電使得UDs增大；增大；t= t2時(shí)。時(shí)。UDs=Uin ，VD1關(guān)斷，關(guān)斷，VD2開通，磁化電流對開通，磁化電流對C2 充電即充電即 Lm與與Cs 諧振，部分磁化能量轉(zhuǎn)移到諧振，部分磁化能量轉(zhuǎn)移到Cs中去；中去；t=t3時(shí)，時(shí)，UDs=Uin +Uc1，VDC開通開通i m以以-Uc1Lm 斜率斜率下降，一直下降，一直到到t4 時(shí)刻為零，鉗位開關(guān)時(shí)刻為零，鉗位開關(guān)VMC 應(yīng)在應(yīng)在t3t4 期期間加上開通信號；間加上開通信號；t=t4時(shí)，時(shí)，i m開始變負(fù)，開始變負(fù)，VMc 實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了零電壓開通，零電壓開通，i m仍以仍以一一UclL m斜率下降，鐵心工作在第三象限；斜率下降，鐵心工作在第三象限；t=t5時(shí)，時(shí)，VMc關(guān)斷，關(guān)斷，Lm與與Cs開始諧振，開始諧振，C s以負(fù)的磁化以負(fù)的磁化電流放電，能量回饋到電網(wǎng)