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维普资讯 2／ 第29卷第2期 莆 京 航 空 航 天 大 学 学 报 v。I．29N。．2 RCD箝位正激变换器的分析研究 陈道炼 陈卫昀 严仰光 (毹磊磊吴 晤瓤 南京，210016) △摘要正激变换器因电路简单而广泛应用于中小功率变换场合。但是它的一个固有缺陷是功率 晶体管截止期问变压器必须磁复位-因而需要采用附加的复位电路。本文详细分析了RCD箝位 正激变换器的工作原理，给出了RCD箝位同络的设计准则和步骤。实验结果证实了理论分析的 正确性 。 关键词些 垴；能量平衡!重煎童煎萤 !!旦竺；磁复位技术 。 中图分类号l!堡 TM433 由于正激变换器具有电路简单、输入输出电气隔离、易于多路输出等优点，因而广泛应 用于中小功率电源变换。但是，正激变换器的一个固有缺点是功率晶体管截止期间变压器必 须磁复位，因而需要复位电路。 正激变换器变压器磁复位技术有好几种。采用复位绕组法实现了变压器磁化能量无损 地回馈到电网中去0]．其不足是；①功率开关承受两倍的电源电压应力}② 占空比dO．5， 不适合宽输入电源电压场合；@复位绕组使变压器结构复杂化}④需加RC缓冲网络抑制变 压器漏感引起的功率开关关断电压尖峰。采用无损LCD缓冲网络技术 】可将磁化能量和漏 感能量返回到电网中，保证了变换器高效率；但该技术在开关频率fs30kHz时便暴露出 其缺点，其原因是过大的LC谐振电流增加了功率开关导通损耗，因此它通常应用在Is=Z0 kHz场合。有源箝位技术啪实现磁恢复是一种性能优 良的方法，其唯一不足是增加了变换器 设计难度与成本。RCD箝位技术Is,43具有线路简单、占空比d0．5、功率开关电压应力低等 优点，其不足是磁化能量部分消耗在箝位电阻中 由于RCD箝位技术简单低廉，因此它仍广泛应用于电源变换器中。本文主要分析RCD 箝位正激变换器的工作原理、籍位网络的设计准则和步骤。 1 RCD箝位正激变换器稳态分析 RCD箝位正激变换器如图1所示。为了简化分析，假设输出滤波电感L、箝位电容Gc 收稿 日期；1996—08—28+修改稿收到 日期：1995—09—27 第一作者 陈道炼 男．剐教授，1964年B月生。 维普资讯 232 南 京 航 空 航 天 大 学 学 报 第29卷 足够大，分别用电流源jo、电压源uc表示，其简化电路及原理波形如图2所示 稳态工作时，每个PWM开关周期分为六个区 间： fo—f1：功率开关s在to时刻开通，整流二极管D1Ⅳ 导通、箝位二极管Dc和续流二扳管D 截止； f一tz：S在 t时刻关断，D：将开通，D 中电流逐 渐减小，D：中电流逐渐增大，Cs近似地看成由负载折 算到原边的电流 。／N线性充电} tz--ta： 时刻，∞上升到u．，D 关断，D2导通．Cs 继续由磁化电流 充电，一直到b时 os=U+Uc{ U 一 ：t3时刻Dc开通，∞保持在u．+uc值上， 变压器原边电流即磁化电流以一 c肛 斜率线性下 降到零} t．--ts：t．时刻，磁化电流衰减到零 ，Dc关断，L 与cs开始谐振； 屯一 ：t5时刻，∞=U．，D1开通，磁化 电流通过 D，流动而保持恒定，这段死区时间变压器端电压为 零，fo时刻S再次开通开始了新的一个周期。 k D 0 由上述分析可知，变压器工作在一三象限双向磁 化．提高了铁芯利用率。在低输入电压满载时，占空比 最大，应该让整个截止时间作为变压器磁复位即无死 区时间(f5一to)，这样可保证功率开关最小的开通损耗 似 下降到U．)和最低电压应力。据变压器伏秒面积 平衡原理 ，