一種帶輔助變壓器的Flyback變換器ZVS軟開關實現方案
圖4給出的是負載電流Io=2.5A時,輸出濾波前電流及流過副邊二極管D電流的實驗波形,其結果與理論分析相吻合。圖5~圖8分別給出了S1和S2在輕載及滿載時的驅動電壓、漏源極電壓和所流過電流的實驗波形。從圖中可以看出,當驅動電壓為正時,開關管的漏源極電壓已經為零,是零電壓開通。而當開關管關斷時,其結電容限制了漏源極電壓的上升率,是零電壓關斷,由此說明S1及S2在輕載及滿載時都實現了ZVS。從開關管漏源極電壓與所流過電流的比較也可以看出實現了ZVS。
圖4 輸出濾波前電流及流過副邊二極管D的電流
(測試條件:Vin=48V Io=2.5A)
圖5 輕載時S1的驅動電壓、漏源電壓及
流過電流波形(測試條件:Vin=48V Io=0.5A)
圖6 滿載時S1的驅動電壓、漏源電壓及
流過電流波形(測試條件:Vin=48V Io=3.0A)
圖7 輕載時S2的驅動電壓、漏源電壓及
流過電流波形(測試條件:Vin=48V Io=0.5A)
圖8 滿載時S2的驅動電壓、漏源電壓及
流過電流波形(測試條件:Vin=48V Io=3.0A)
圖9給出了變換器效率曲線。圖9(a)為輸入電壓一定,負載電流不同時的變換效率曲線,可以看出,滿載時效率最高,為91.35%。圖9(b)為負載電流一定,輸入電壓不同時的變換效率曲線,可以看到,效率隨輸入電壓變化而變化的范圍很小。
(a) 額定輸入電壓時效率與輸出電流關系圖
(b) 輸出滿載時效率與輸入電壓關系圖
圖9 變換器效率曲線
4 結語
本文提出了一種Flyback變換器ZVS軟開關拓撲,分析了其工作原理及其軟開關參數的設計方法。由于軟開關參數的設計(關鍵是輔助變壓器原邊激磁電感Lmr的設計)是根據滿載及最小輸入電壓時的工作情況設計的,而隨著負載的減輕和輸入電壓的增加,ZVS軟開關的實現也越容易。因此,該軟開關拓撲可以工作在寬輸入范圍及任何負載范圍,與有源箝位軟開關拓撲相比具有一定的優(yōu)點,可以作為應用于通訊、計算機系統等高功率密度場合的一種選擇。
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