正文
圖(a)所示的是RCD復位正激變換器,即在變壓器上并聯了一個由二極管D,電容C,電阻R組成的環節,在開關S關斷時由激磁電感和漏感的感應電勢使二極管D導通,由電容C上的電壓對變壓器復位。圖(b)是RCD復位正激變換器的主要工作波形。電容C兩端電壓在一個開關周期內近似為直流電壓,則RCD復位電壓是一個方波。同樣在開關管關斷瞬間,變壓器上有一個電壓尖峰,是由變壓器漏感與開關管結電容諧振引起的。
(a)RCD復位正激變換器
(b)RCD復位正激變換器工作波形
諧振復位和RCD復位都有其各自的優缺點,而且,兩種復位方式的優缺點基本上是互補的。
1)根據伏秒平衡原理,VT一個周期內平均值要等于零。諧振復位的復位電壓是正弦波,因此復位電壓的平臺相對比較高,即開關管S的VDS電壓平臺比較高,而RCD復位的復位電壓是方波,所以復位電壓的平臺相對比較低,也即開關管S的VDS電壓平臺比較低。
2)諧振復位正激變換器變壓器上的電壓尖峰(最終反映到vDS的電壓尖峰)是由變壓器漏感LS與電容C諧振造成的,RCD復位正激變換器變壓器上的電壓尖峰是由變壓器漏感LS與開關管S的結電容諧振造成的。由于電容C的容量遠遠大于開關管S的結電容,諧振復位電壓尖峰的諧振周期要遠大于RCD復位電壓尖峰的諧振周期,因此,在變壓器漏感LS上的負載電流能量一定的情況下,諧振復位的電壓尖峰幅度要比RCD復位的電壓尖峰幅度低得多。從另一個角度理解,可以認為諧振復位正激變換器在開關管D-S間并聯的電容C起到了吸收電壓尖峰的作用。
3)RCD復位正激變換器的激磁能量和漏感能量全部消耗在電阻R上,而諧振復位正激變換器的激磁能量和漏感能量基本上沒有消耗,見圖(b)。但是由于諧振復位正激變換器在開關導通之前,電容C兩端的電壓為Vin,因此有CVin2的能量消耗在開關管開通過程中。
4)從圖(b)及圖(b)iLm波形可以看到,諧振復位正激變換器變壓器磁偏比較小,而RCD復位正激變換器變壓器磁偏較大。
小結
以上分析可以得知,兩種復位方式的正激變換器都有各自的優點,但缺點也比較明顯,在某些時候設計起來有較大的瓶頸。這就不難想到將兩種復位方式結合起來,來軟化它們各自的缺點,同時還能帶來新的優點,即諧振RCD復位正激變換器。
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原文標題:正激電源RCD復位與諧振復位的優缺點
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正激變換器的分析與設計(一)
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