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一种带辅助变压器的Flyback变换器ZVS软开关实现方案

作者:时间:2011-03-26来源:网络收藏

2.3 激磁电感Lmr设定

为了S1的,在(1-D)T时间内,激磁电感Lmr上电流必须反向,即

(1-D)>iLmrmax(18)

iLmrmax=iLmmax≈(19)

将式(19)代入式(18)得

Lmr(20)

另外,根据Lmr与S1及S2的输出结电容谐振条件

>=?(21)

Lmr>=?(22)

Cr=Cr1+Cr2(23)

iLmrmin=(1-D)T-iLmrmax(24)

将式(24)代入式(22)解得

Lmr=(25)

比较式(20)和式(25),Lmr应该根据式(25)来设定。

另外,由式(24)可以发现,输入、输出电压一定时,随着负载的增加,iLmrmax增大〔见式(19)〕,iLmrmin减小,软就越不容易。所以,Lmr要根据满载时软条件来设定。而当输入电压为宽范围时,随着输入电压的减小,iLmrmax增加〔由于电路工作在CCM,满载时式(19)第二项可以忽略〕,iLmrmin表达式第一项减小,iLmrmin减小,软开关就越不容易实现。所以,对于输出负载、输入电压变化的情况,Lmr要根据输出满载、输入电压最小时的软开关实现条件来设定。

同时需要指出,在能实现软开关的前提下,Lmr不宜太小,以免造成开关管上过大的电流应力及导通损耗。

2.4 死区时间的确定

为了实现S1的软开关,必须保证在t5~t6时间内,S1开始导通。否则,Lmr上电流反向,重新对Cr1充电,这样,S1的软开关条件就会丢失。因此,S2关断后、S1开通前的死区时间设定对开关管S1的软开关实现至关重要。合适的死区时间为电感Lmr与S1及S2的输出结电容谐振周期的1/4,即

tdead1=(26)

一般而言,开关管输出电容是所受电压的函数,为方便起见,在此假设Cr1及Cr2恒定。

2.5 有效占空比Deff的计算

有效占空比Deff比S1的占空比D略小,即

Deff=D-ΔD(27)

根据

ΔiLmr(ΔDT)≈ΔiLmr[(1-D)T]-ΔiLm[(1-DT)](28)

解得

ΔD≈(1-D)(29)

代入式(27)得

Deff=D-(1-D)(30)

从式(29)可以看出,丢失占空比与输出负载无关。在相同电气规格和电路参数条件下,其值大概为有源箝位满载时丢失占空比的1/2。

3 实验结果

为了验证上述的软开关实现方法,本文设计了一个实验电路,其规格及主要参数如下:

输入电压Vin 40~56V;

输出电压Vo 20V;

输出满载电流Io 3A;

工作频率f 100kHz;

S1及S2 IRF640;

激磁电感Lm 222μH;

原副边匝数N1:N2:N3 39:15:15;

变压器激磁电感Lmr 10μH;

变压器原副边匝数n1:n2 13:13。



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