现今在大的电源使用上大家最常用的就是双晶体管正激,目前很多厂商从300W~1200W的范围都有使用,同时可以满足80PLUS的要求,但是目前要作到85PLUS就很难,不进行一些技术变更几乎不可能。基于目前的情况,本文介绍一种利用有源钳位技术在双晶体管正激上实现软开关的设计方法。晶体管正激有源钳位软开关的工作原理 双晶体管正激有源钳位软开关主电路如图1所示。 参阅图2至图7,详细讲述双晶正激有源钳位开关电源的工作过程如下:
晶体管正激有源钳位软开关的工作原理
双晶体管正激有源钳位软开关主电路如图1所示。
1)功率传输阶段(t0~t1),如图2所示,该阶段第一主开关管VT1和第二主开关管VT2同时导通,而钳位开关管VTR1处于关断状态。加在变压器上的输入电压使励磁电流线性上升,初级向次级经变压器传输能量。次级VD1导通,VD2截止,L1上的电流线性上升,整流滤波后供给负载RL。在此条件下VD1和VD2刚好ZVS下导通,因其体二极管先前已经在导通状态(如图6所示)
2)谐振阶段(t1~t2),如图3所示,在占空比的控制下,第一主开关管VT1和第二主开关管VT2在t1时刻同时关断,变压器磁芯极性反转。因输入 电源和变压器的励磁电感的作用给VT1和VT2的寄生电容COSS1,COSS2充电,由于电容电压不能突变,第一主开关管VT1和第二主开关管VT2在ZVS状态下关断。同时变压器的励磁电流开始给钳位开关管VTR1的寄生电容COSS放电,经VTR1的体二极管给钳位电容CR1充电。次级VD1截止,VD2导通,L1经过VD2续流继续给负载RL供电。
本文介绍的双晶体管正激有源钳位开关电源同时拥有单晶正激有源钳位和双晶正激两者的优点,适合于高压中大功率应用,并且磁芯得到有效的复位,磁芯利用率得到提高,占空比可以超过0.5,甚至可以达到0.7。如果输入电压为380V,占空比在0.7时,主开关管反压也才634V左右,在高电压应用中有较大的好处,做到了零电压开关,效率比双晶正激有较大的提高,同时也减少了EMI的干扰。而次级波形无死区时间,适合采用自驱动同步整流,对低电压大功率输出有很大的好处,频率也可以相应的提高,可节省磁芯材料,减小体积,初次级开关管的电压应力也相应减小。