有源箝位Flyback软开关电路设计

2.4 死区时间的确定

为了实现S1的ZVS，必须保证在t6到t7时间内，S1开始导通。否则Lr上电流反向，重新对Cr1充电，这样S1的ZVS条件就会丢失。因此，S2关断后、S1开通前的死区时间设定对S1的ZVS实现至关重要。合适的死区时间为电感Lr与S1及S2的输出结电容谐振周期的1/4，即

严格地讲，开关管输出结电容是所受电压的函数，为方便起见，在此假设Cr1与Cr2恒定。

2.5 有效占空比Deff的计算

有效占空比Deff比开关管S1的占空比D略小。

Deff=D－ΔD（17）

[(Vin+NVo)/Lr]ΔDT≈2(P/DVin) （18）

ΔD≈2PLrfs/DVin(Vin+NVo) （19）

代入式（17）得

Deff=D－2PLrfs/(DVin(Vin+NV0) （20）

2.6 开关管电压应力计算

Vs1,s2≈Vin＋NVo＋(2PLrfs/DVin(1-D) （21）

式（21）中第三项相对来说较小，故开关管的电压应力接近于Vin＋NVo。



3 实验结果

为了验证上述ZVS的实现方法，设计了一个实验电路，其规格及主要参数如下：

输入电压Vin48V；

输出电压Vo12V；

输出电流Io0～5A；

工作频率f100kHz；

主开关S1及S2IRF640；

变压器激磁电感Lm144μH；

变压器原副边匝数比n=N8/3；

电感Lr10μH；

电容Cclamp2μF。

图4给出的是负载电流Io=2A时的实验波形。从图4（e）及图4（f）可以看到，S1和S2都实现了ZVS。图5给出了两种Flyback电路的效率曲线，可以看到，有源嵌位Flyback软开关电路有效地提升了变换器的效率。

4 结语

有源嵌位Flyback软开关电路在实现主开关及辅助开关ZVS的同时，也实现了输出整流二极管的自然关断，因此，有效地减少了开关损耗，提高了变换器效率。另外，它也大大地降低了开关管的电压应力，这从实验波形中可以看得比较清楚。