符合新興高效能電源要求的設計
和有源鉗位拓撲一樣,這也是一款因超低開關耗損達到超高效能的軟開關拓撲結構。其他優(yōu)點還包括不需輸出電感,因此可以降低實現(xiàn)的整體成本。最后,由于采用半橋配置,可以降低原邊元件的壓力。
另一方面,這個結構也有一些缺點,最主要的是增加了復雜的磁性設計,輸出電容上的高紋波電流和可變頻率。同時,這個結構在設計較寬輸入電壓范圍上也比較困難。
各式拓撲結構的比較
雖然我們無法采用單一拓撲結構作為所有應用的解決方案,但卻可以依具體情況來決定采用何種電路結構。在這里,我們使用12V、20A輸出的變壓器設計來比較以上所述各式結構的差異,比較重點放在主要的設計問題,如原邊開關、整流器、磁性、存儲電容等。雖然還有其他差異點,但不在本文的討論范圍內(nèi)。各式拓撲結構的差異結構總結如下。
● 原邊開關:在300~400Vdc的輸入電壓范圍,有源鉗位變壓器的原邊峰值電流最低,單開關和雙開關正向拓撲則擁有和有源鉗位
類似的RMS電流,但卻因MOSFET額定電壓而會有較大的導電耗損。
● 諧振半橋變壓器的直流次級整流器電壓應力最低,接著是有源鉗位,然后是單開關和雙開關正向變壓器。由于開關突波的關系,傳統(tǒng)電路結構上的壓力更高。
● 保持時間要求可以通過增大電容容值或變壓器輸入范圍來達到。
● 在磁性方面,諧振半橋通過移除輸出電感提供明顯的簡化,不過在變壓器設計上則會有相當高的挑戰(zhàn)性。和傳統(tǒng)正向變壓器比較,有源鉗位變壓器在相同頻率下的輸出電感可以減小約13%。
● 諧振半橋變壓器由于沒有輸出電感,因此輸出電容電流紋波最高。
● 有源鉗位正激變壓器的開關頻率可以推升到更高(200~300kHz),硬開關拓撲結構則在150kHz以下。諧振半橋是一個可變頻率的變壓器,在滿載低電源電壓時,其最低頻率通常設定在60~70kHz;高電源電壓輕載工作時,最高頻率可以達到數(shù)百kHz
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