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有源钳位正激变换器电源设计

 ChinaAET 2022-11-17 发布于北京

作者:
马文超
作者单位:
1.中科芯集成电路有限公司,江苏 无锡214072。

摘要:

正激变换器适用于输出功率为200 W以内的电源产品中,而有源钳位正激变换器由于可以实现变压器磁自复位,结构简单,加上有较多成熟的有源钳位正激变换器PWM控制器,使用最为广泛。讨论了有源钳位正激变换器的工作原理;给出在实际工程应用时关键参数设计方法;以LM5025C为例进行仿真分析,对关键参数设计方法进行交叉验证。
引言:
传统正激变换器工作在磁特性的第一象限,磁芯利用效率低,功率管硬开关工作,需要额外的磁复位电路,存在电磁干扰大、磁复位电路结构复杂、功率管损耗大和承受较高的电压应力等缺点[1]。在传统有源钳位正激变换器拓扑基础上,增加由钳位功率管与钳位电容串联构成的有源钳位支路,构成了有源钳位正激变换器,该拓扑结构克服了传统正激变换器的缺点,能够实现伏秒平衡,占空比可以大于50%,由于添加了钳位电容和钳位功率管,主功率管承受的电压应力减小,有源钳位变换器原边上的电压是有规律的方波,能够为副边整流管提供自驱动信号,降低了同步整流电路的复杂度,而且实现了ZVS,降低了电磁辐射[2-3],因此,有源钳位正激变化器拓扑在实际工程中获得了广泛应用[1,4]
针对有源钳位正激变化器,周睿对该电路拓扑结构的工作原理进行了分析,给出了变压器等关键器件关键指标设计方法[4],陈光亮对有源钳位正激软开关工作原理进行深入剖析[5],以LMC5025C为主控电路,对环路外围配置进行了说明,给出了仿真结论。综上分析,以上研究对该拓扑结构主要还是偏向于理论方面的分析,或者只针对个别外围元件选型进行了研究,电路整体设计思路不够清晰明确。在实际工程应用方面,除了变压器、输出滤波电感等磁性元器件的选型外,还涉及功率管选型、功率管驱动电路设计、输出滤波电容、钳位电容等主要器件的设计。本文在理论分析基础上,依托实际应用,先明确关键参数指标,再给出主要器件的设计方法和思路,对工程应用具有一定的指导意义。本文在理论分析基础上,依托实际应用,先明确关键参数指标,再给出主要器件的设计方法和思路,对工程应用具有一定的指导意义。
文章来源:《电子技术应用》杂志9月刊

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