一种带辅助变压器的Flyback变换器ZVS软开关实现方案
图4给出的是负载电流Io=2.5A时,输出滤波前电流及流过副边二极管D电流的实验波形,其结果与理论分析相吻合。图5~图8分别给出了S1和S2在轻载及满载时的驱动电压、漏源极电压和所流过电流的实验波形。从图中可以看出,当驱动电压为正时,开关管的漏源极电压已经为零,是零电压开通。而当开关管关断时,其结电容限制了漏源极电压的上升率,是零电压关断,由此说明S1及S2在轻载及满载时都实现了ZVS。从开关管漏源极电压与所流过电流的比较也可以看出实现了ZVS。
图4 输出滤波前电流及流过副边二极管D的电流
(测试条件:Vin=48V Io=2.5A)
图5 轻载时S1的驱动电压、漏源电压及
流过电流波形(测试条件:Vin=48V Io=0.5A)
图6 满载时S1的驱动电压、漏源电压及
流过电流波形(测试条件:Vin=48V Io=3.0A)
图7 轻载时S2的驱动电压、漏源电压及
流过电流波形(测试条件:Vin=48V Io=0.5A)
图8 满载时S2的驱动电压、漏源电压及
流过电流波形(测试条件:Vin=48V Io=3.0A)
图9给出了变换器效率曲线。图9(a)为输入电压一定,负载电流不同时的变换效率曲线,可以看出,满载时效率最高,为91.35%。图9(b)为负载电流一定,输入电压不同时的变换效率曲线,可以看到,效率随输入电压变化而变化的范围很小。
(a) 额定输入电压时效率与输出电流关系图
(b) 输出满载时效率与输入电压关系图
图9 变换器效率曲线
4 结语
本文提出了一种Flyback变换器ZVS软开关拓扑,分析了其工作原理及其软开关参数的设计方法。由于软开关参数的设计(关键是辅助变压器原边激磁电感Lmr的设计)是根据满载及最小输入电压时的工作情况设计的,而随着负载的减轻和输入电压的增加,ZVS软开关的实现也越容易。因此,该软开关拓扑可以工作在宽输入范围及任何负载范围,与有源箝位软开关拓扑相比具有一定的优点,可以作为应用于通讯、计算机系统等高功率密度场合的一种选择。
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