带辅助绕组的反激零电压软开关电路制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种带辅助绕组的反激零电压软开关电路，包括激磁电感Lm、变压器T

【技术实现步骤摘要】
带辅助绕组的反激零电压软开关电路


[0001]本技术涉及反激电路拓扑
，尤其涉及一种带辅助绕组的反激零电压软开关电路。

技术介绍

[0002]目前反激电路拓扑普遍功率做不高，频率做不高，效率做不高，实现同等功率相比其他拓扑电路体积一般都较大，其主要原因是其普遍工作于硬开关状态，效率比较低，损耗比较大。
[0003]轻小化是目前电源产品追求的目标。而提高开关频率可以减小电感、电容等元件的体积。但是开关频率提高的瓶颈是开关器件的开关损耗，于是软开关技术就应运而生。

技术实现思路

[0004]本技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种带辅助绕组的反激零电压软开关电路，以提高电源转换效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术实施例提出了一种带辅助绕组的反激零电压软开关电路，包括激磁电感Lm、变压器T
R
、开关管S1、开关管S2、二极管D、电容C0、电容C1和电阻R0，激磁电感Lm和变压器T
R
的原边并联，开关管S1的源极连接供电电源负极；激磁电感Lm一端连接供电电源正极，另一端连接开关管S1的漏极；变压器T
R
的副边包括输出绕组和辅助绕组；开关管S2的源极连接输出绕组的一端，漏极通过电容C1连接输出绕组的另一端；二极管D的正极接辅助绕组的一端，负极通过电阻R0连接辅助绕组的另一端；电容C0和电阻R0并联。
[0006]进一步地，所述输出绕组和辅助绕组的匝数相同。
[0007]本技术的有益效果为：本技术通过附加一个绕组，使激磁电感电流反向，从而来创造反激电路主开关的ZVS软开关条件；软开关技术是使功率变换器得以高频化小体积化的重要技术之一，也是提高电源转换效率的重要途径之一；当电流自然过零时，使器件关断(或电压为零时,使器件开通)，从而减少开关损耗；本技术不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题，而且还能解决由硬开关引起的EMI等问题。
附图说明
[0008]图1是本技术实施例的带辅助绕组的反激零电压软开关电路的电路图。
[0009]图2（a）是本技术实施例的带辅助绕组的反激零电压软开关电路轻载时的电路工作波形图，图2（b）是本技术实施例的带辅助绕组的反激零电压软开关电路满载时的电路工作波形图。
[0010]图3是本技术实施例的带辅助绕组的反激零电压软开关电路的各阶段等效图。
[0011]图4是本技术实施例的实验波形图。
具体实施方式
[0012]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。
[0013]请参照图1～图4，本技术实施例的带辅助绕组的反激零电压软开关电路包括激磁电感Lm、变压器T
R
、开关管S1、开关管S2、二极管D、电容C0、电容C1和电阻R0。
[0014]激磁电感Lm和变压器T
R
的原边并联，开关管S1的源极连接供电电源负极；激磁电感Lm一端连接供电电源正极，另一端连接开关管S1的漏极；变压器T
R
的副边包括输出绕组和辅助绕组；开关管S2的源极连接输出绕组的一端，漏极通过电容C1连接输出绕组的另一端；二极管D的正极接辅助绕组的一端，负极通过电阻R0连接辅助绕组的另一端；电容C0和电阻R0并联。优选地，开关管S1、开关管S2为MOS管。
[0015]作为一种实施方式，输出绕组和辅助绕组的匝数相同。
[0016]本技术的开关管S1与S2互补导通，之间有一定的死区防止共态导通，如图2所示。电路中激磁电感Lm的取值较小，使电流i
Lm
可以反向以达到主开关S1的ZVS软开关条件，如图2(a)及图2(b)中i
Lm
波形所示。由于电路在轻载及满载时的工作状况有略微不同，下文将具体分析电路轻载时的工作原理，满载时的工作原理将简要说明。考虑到开关的结电容以及死区时间，电路轻载时一个周期可以分为7个阶段，其各个阶段的等效电路如图3所示。其工作原理描述如下。
[0017]1)阶段1[t0，t1]，该阶段S1导通，Lm承受输入电压，激磁电流i
Lm
正向线性增加，从负值变为正值。在t1时刻S1关断，i
Lm
达到最大值，该阶段结束。
[0018]2)阶段2[t1，t2] ，S1关断后，激磁电感电流开始下降，其中一部分对S1的输出结电容充电，S1的漏源电压线性上升；同时另一部分通过变压器耦合到副边使S2的输出结电容放电，S2的漏源电压可以近似认为线性下降，t2时刻S2的漏源电压下降到零，该阶段结束。
[0019]3)阶段3[t2，t3]，当S2的漏源电压下降到零之后，S2的寄生二极管就导通，将S2的漏源电压箝位在零电压状态，也就是为S2的零电压导通创造了条件。同时二极管D也导通。
[0020]4)阶段4[t3，t4] ，t3时刻S2的门极变为高电平，S2零电压开通。激磁电感Lm承受反向电压nVo (n为变压器原副边匝数比)，Lm上电流线性下降，t4时刻下降到零，通过开关管S2及二极管D的电流也同时下降到零，该阶段结束。
[0021]5)阶段5[t4，t5]，通过二极管D的电流下降到零以后，二极管D自然关断。而S2继续导通，Lm上承受电压nVo，流过Lm的电流从零开始反向线性增加。t5时刻S2关断，该阶段结束。
[0022]6)阶段6[t5，t6]，此时激磁电感Lm上的电流方向为负，此电流一部分使S1的输出结电容放电，使S1的漏源电压可以近似认为线性下降；同时另一部分通过变压器耦合到副边对S2的输出结电容充电，使S2的漏源电压线性上升。t6时刻S1的漏源电压下降到零，该阶段结束。
[0023]7)阶段7[t6，t7]，当S1的漏源电压下降到零之后，S1的寄生二极管导通，将S1的漏源电压箝在零电压状态，也就为S1的零电压导通创造了条件。t7时刻接着S1在零电压条件
下导通，进入下一个周期。可以看到，两个开关S1和S2都实现了软开关。
[0024]以上分析的是电路轻载时的工作原理，电路满载时的工作原理与轻载时略有差别，即不存在二极管D电流下降到零自然关断的环节，二极管D的电流在开关管S2关断以后才逐步下降到零，如图2(b)所示。
[0025]本技术的软开关的参数设计主要是变压器激磁电感的设计。
[0026]激磁电感电流的峰峰值可以表示为
[0027]△
I
Lm
=(V
in
DT)/Lm
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0028]式中：D为占空比；T为开关周期。
[0029]则激磁电感电流的最大值和最小值可以表示为：
[0030]I
Lmmax =(V
in
DT)/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带辅助绕组的反激零电压软开关电路，其特征在于，包括激磁电感Lm、变压器T
R
、开关管S1、开关管S2、二极管D、电容C0、电容C1和电阻R0，激磁电感Lm和变压器T
R
的原边并联，开关管S1的源极连接供电电源负极；激磁电感Lm一端连接供电电源正极，另一端连接开关管S1的漏极；变压器T...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈康生，
申请(专利权)人：深圳市怀格芯创电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：