一种有源钳位正激变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种有源钳位正激变换器，属于DC/DC开关电源技术领域，其包括第一有源钳位正激变换器单元和第二有源钳位正激变换器单元及直流源，直流源分别连接于第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元，第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输入端串联，以及第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输出端串联，第一有源钳位正激变换器单元与第二有源钳位正激变换器单元交错工作。本发明专利技术可有效减小副边整流管电压电流应力，减小输出电压电流脉动，减小输出滤波器体积；等效占空比大于0.5，适用于宽电压输入场合；大部分去磁电压由输入电容提供，只有小部分去磁电压由钳位电容提供，可有效减小钳位电容耐压和容值。

An active clamp forward converter

The invention relates to an active clamp forward converter, which belongs to the technical field of DC/DC switching power supply, which comprises a first active clamp forward converter unit and second active clamp forward converter unit and DC source DC source are respectively connected to the first active forward converter unit and second active forward converter the first active element, forward converter unit and second active forward converter unit input series, and the first active forward converter unit and second active forward converter unit. The output end of the series, the first active clamp forward converter unit with second active clamp forward converter staggered working unit. The invention can effectively reduce the secondary rectifier voltage and current stress, reduce the output voltage ripple current, reduce the output volume of filter; equivalent duty ratio is greater than 0.5, suitable for wide voltage input occasions; most demagnetization voltage provided by the input capacitance, only a small part of the demagnetization voltage provided by the clamp capacitor, can effectively reduce the clamp the capacitance voltage and capacitance value.

【技术实现步骤摘要】
一种有源钳位正激变换器
本专利技术属于DC/DC开关电源
，尤其涉及一种有源钳位正激变换器。
技术介绍
正激变换器由于其结构简单、可靠性高等优点得到了广泛应用。但是其需要额外的磁复位电路来实现变压器去磁，常用的方法有：采用辅助变压器绕组、RCD电路、LCDD谐振电路、有源钳位电路以及谐振磁复位正激、双管正激等。其中，双管正激变换器的开关管电压应力最低，能够回收全部的励磁能量，因此广泛应用于高压和高效率场合。但是双管正激的占空比必须小于0.5工作以保证变压器的磁复位，限制了其在宽电压范围输入场合的应用。有源钳位正激变换器虽然开关管占空比能够大于0.5，但开关管的电压应力则会达到输入电压的两倍以上，因此不适合高压应用场合并且变压器激磁电压完全由钳位电容提供，及全部磁化能量必须先经过钳位电容吸收，然后再间接回馈至电源输入端。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有源钳位正激变换器，具有效率高、体积小等优点，用于解决上述问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种有源钳位正激变换器，其包括第一有源钳位正激变换器单元和第二有源钳位正激变换器单元及直流源，直流源分别连接于第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元，第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输入端串联，以及第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输出端串联，第一有源钳位正激变换器单元与第二有源钳位正激变换器单元交错工作。进一步的，第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元均包括原边电路、副边电路及变压器，原边电路包括励磁电路和去磁电路，及副边电路包括整流电路和滤波电路，其中，第一有源正激变换器单元和第一有源正激变换器单元公用一个滤波电路。进一步的，第一有源钳位正激变换器单元的原边电路包括第一输入电容C1、第一开关管S1、第三开关管S3及第一钳位电容Cc1，直流源的正极分别连接于第一输入电容C1正极、第一开关管S1漏极，第一输入电容C1的负极连接于第一变压器T1原边绕组的异名端，第一开关管S1的源极连接于第一变压器T1原边绕组的同名端，直流源Uin的负极连接于第三开关管S3的源极，第三开关管S3的漏极连接于第一钳位电容Cc1的负极，第一钳位电容Cc1的正极连接于第一变压器T1原边绕组的同名端；第二有源钳位正激变换器单元的原边电路包括第二输入电容C2、第二开关管S2、第四开关管S4及第二钳位电容Cc2，直流源的负极分别连接于第二输入电容C1负极、第二开关管S2源极，第二钳位电容C2的正极连接于第二变压器T2原边绕组的同名端，第二开关管S2的漏极连接于第二变压器T2原边绕组的异名端，直流源的正极连接于第二钳位电容Cc2的正极，第二钳位电容Cc2的负极连接于第四开关管S4的漏极，第四开关管S4的源极连接于第二变压器T2原边绕组的异名端。进一步的，第一有源钳位正激变换器单元的副边的整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2，第一变压器T1的副边绕组同名端连接第一二极管D1的阳极，第一变压器T1的副边绕组异名端连接第二二极管D2的阳极，第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阴极相接；第二有源钳位正激变换器单元的副边的整流电路包括第三二极管D3、第四二极管D4，第二变压器T2的副边绕组同名端连接第四二极管D1的阴极，第二变压器T2的副边绕组异名端连接第三二极管D3的阴极，第三二极管D2的阳极和第四二极管D4的阳极相接；其中，第一有源钳位正激变换器单元和第二有源钳位正激变换器单元副边公用的滤波电路包括输出滤波电感Lo、输出滤波电容Co和负载Ro，输出滤波电感Lo的正极连接于第一二极管D1的阴极，输出滤波电感Lo的负极分别于输出滤波电容Co的正极和负载Ro的一端连接，输出滤波电容Co的负极和负载Ro的另一端连接后连接于第三二极管D3的阳极。进一步的，第一有源钳位正激变换器单元的第一输入电容C1和第二有源钳位正激变换器单元的第二输入电容C2的参数相同(参数包括容值、耐压等)；第一有源钳位正激变换器单元的第一开关管S1、第三开关管S3和第二有源钳位正激变换器单元的第二开关管S2、第四开关管S4的参数相同；第一有源钳位正激变换器单元的第一钳位电容Cc1和第二有源钳位正激变换器单元的第二钳位电容Cc2的参数相同；第一有源钳位正激变换器单元的第一二极管D1、第二二极管D2和第二有源钳位正激变换器单元的第三二极管D3、第四二极管D4的参数相同；以及第一有源钳位正激变换器单元的变压器T1和第一有源钳位正激变换器单元的变压器T2的参数相同。本专利技术采用两路正激变换器输出侧串联，可有效减小副边整流管电压电流应力，减小输出电压电流脉动，减小输出滤波器体积；等效占空比大于0.5，适用于宽电压输入场合；大部分去磁电压由输入电容提供，只有小部分去磁电压由钳位电容提供，可有效减小钳位电容耐压和容值。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术一实施例的有源钳位正激变换器结构图。图2为本专利技术一实施例的占空比D＜0.5时的关键波形图。图3为基于图2的模态1的有源钳位正激变换器结构图。图4为基于图2的模态2的有源钳位正激变换器结构图。图5为基于图2的模态3的有源钳位正激变换器结构图。图6为基于图2的模态4的有源钳位正激变换器结构图。图7为基于图2的模态5的有源钳位正激变换器结构图。图8为基于图2的模态6的有源钳位正激变换器结构图。图9为基于图2的模态7的有源钳位正激变换器结构图。图10为基于图2的模态8的有源钳位正激变换器结构图。图11为本专利技术一实施例的占空比D＜0.5时的关键波形图。图12为基于图11的模态1的有源钳位正激变换器结构图。图13为基于图11的模态2的有源钳位正激变换器结构图。图14为基于图11的模态3的有源钳位正激变换器结构图。图15为基于图11的模态4的有源钳位正激变换器结构图。图16为基于图11的模态5的有源钳位正激变换器结构图。图17为基于图11的模态6的有源钳位正激变换器结构图。图18为基于图11的模态7的有源钳位正激变换器结构图。图19为基于图11的模态8的有源钳位正激变换器结构图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。参见图1，本专利技术的有源钳位正激变换器由两路有源钳位正激变换器单元的输入端串联、输出端串联，并且采用有源钳位磁复位电路构成。有源钳位正激变换器单元由输入直流源Uin输入，有源钳位正激变换器包括第一输入电容C1、第二输入电容C2、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一钳位电容Cc1、第二钳位电容Cc2、第一变压器T1、第二变压器T2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、输出滤波电感Lo、输出滤波电容Co和负载Ro等，其中第一有源钳位变压器包括变压器T1、第一原边绕组NP1和第一副边绕组NS1,第二有源钳位变压器包括变压器T2、第二原边绕组NP2和第二副边绕组NS2；其中，输入直流源Uin的正极分别连于第一输入电容C1正端、第一开关管S1漏极和第二钳位电容Cc2负端，输入直流源Uin的负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源钳位正激变换器，其特征在于，包括第一有源钳位正激变换器单元和第二有源钳位正激变换器单元及直流源，直流源分别连接于第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元，第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输入端串联，以及第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输出端串联，第一有源钳位正激变换器单元与第二有源钳位正激变换器单元交错工作。

【技术特征摘要】
1.一种有源钳位正激变换器，其特征在于，包括第一有源钳位正激变换器单元和第二有源钳位正激变换器单元及直流源，直流源分别连接于第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元，第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输入端串联，以及第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元的输出端串联，第一有源钳位正激变换器单元与第二有源钳位正激变换器单元交错工作。2.根据权利要求1所述的有源钳位正激变换器，其特征在于，第一有源正激变换器单元和第二有源正激变换器单元均包括原边电路、副边电路及变压器，原边电路包括励磁电路和去磁电路，及副边电路包括整流电路和滤波电路，其中，第一有源正激变换器单元和第一有源正激变换器单元公用一个滤波电路。3.根据权利要求2所述的有源钳位正激变换器，其特征在于，第一有源钳位正激变换器单元的原边电路包括第一输入电容C1、第一开关管S1、第三开关管S3及第一钳位电容Cc1，直流源的正极分别连接于第一输入电容C1正极、第一开关管S1漏极，第一输入电容C1的负极连接于第一变压器T1原边绕组的异名端，第一开关管S1的源极连接于第一变压器T1原边绕组的同名端，直流源Uin的负极连接于第三开关管S3的源极，第三开关管S3的漏极连接于第一钳位电容Cc1的负极，第一钳位电容Cc1的正极连接于第一变压器T1原边绕组的同名端；第二有源钳位正激变换器单元的原边电路包括第二输入电容C2、第二开关管S2、第四开关管S4及第二钳位电容Cc2，直流源的负极分别连接于第二输入电容C1负极、第二开关管S2源极，第二钳位电容C2的正极连接于第二变压器T2原边绕组的同名端，第二开关管S2的漏极连接于第二变压器T2原边绕组的异名端，直流源的正极连接于第二钳位电容Cc2的正极，第二钳位电容Cc2的负极连接于第四开关管S4的漏极，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓晴，周翔，吴锡渊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32