一種多路輸出軍用車載電源的設計

作者：時間：2011-03-19 來源：網(wǎng)絡

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/197488.htm

2）諧振復位正激變換器變壓器上的電壓尖峰（最終反映到v_DS的電壓尖峰）是由變壓器漏感L_S與電容C諧振造成的，而RCD復位正激變換器變壓器上的電壓尖峰是由變壓器漏感L_S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L_S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(lián)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8(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V_in，因此有CV_in²的能量消耗在開關管開通過程中。

4）從圖8(b)及圖9(b)i_L_m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。

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(yōu)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(yōu)點，即諧振RCD復位正激變換器。

圖10(a)所示的即為諧振RCD復位正激變換器，可以看到在線路上它就是諧振復位正激變換器和RCD復位正激變換器的結合。圖10(b)是諧振RCD復位正激變換器的主要工作波形。諧振RCD復位正激變換器在一個周期內可以分為5個階段。

(a) 諧振RCD復位正激變換器

(b) 諧振復位RCD正激變換器工作波形

圖10 諧振RCD復位正激變換器電路及工作波形

（1）階段1〔t₀～t₁〕 t₀時刻主開關S開通，變壓器上承受輸入電壓，激磁電流線形上升。副邊二極管D_R1導通。

（2）階段2〔t₁～t₂〕 t₁時刻S關斷，首先發(fā)生的是諧振復位，漏感上的貯存能量向電容C₂轉移，產生一個電壓尖峰（這是漏感和電容C₂的諧振）。然后激磁電感和漏感加在一起和電容C₂諧振。因變壓器上電壓為下正上負，所以副邊整流二極管D_R1截止，續(xù)流二極管D_R2導通。

（3）階段3〔t₂～t₃〕當復位電壓諧振到超過C₁上的電壓，二極管D就導通，激磁電流流向電容C₁。成為RCD復位的狀態(tài)。此時激磁電流線性下降。這也保證了復位電壓不會過高，從而使得開關管的電壓應力得到控制。當激磁電流下降到零，該狀態(tài)結束。

（4）階段4〔t₃～t₄〕激磁電流下降到零之后，二極管D就截止。但是，C₂上的能量又會回饋給激磁電感，也就是說，此時是C₂和激磁電感發(fā)生諧振。C₂上電壓下降，激磁電流反向增加。直到C₂上電壓下降到與輸入電壓相等，也就是變壓器上電壓下降到零，該狀態(tài)結束。

（5）階段5〔t₄～t₅〕變壓器上電壓只要出現(xiàn)一個微小的上正下負的值，副邊二極管D_R1就導通，激磁電流流過D_R1。但是該電流不足以提供負載電流，所以，續(xù)流管D_R2也繼續(xù)保持導通，提供不足部分的負載電流。同時D_R1和D_R2共同導通也保證了變壓器上電壓為零，激磁電流保持不變。該狀態(tài)一直保持到開關管S的再次導通。

諧振RCD復位正激變換器諧振電容C₂的取值應該小于諧振復位正激變換器的諧振電容C，這樣在諧振復位階段（階段2和階段4）復位電壓的上升和下降比較快，所以在同是t₂時間內完成復位的情況下，諧振RCD復位正激變換器的平臺電壓要比諧振復位低，接近RCD復位正激變換器的平臺電壓。由于C₂小于C，但比開關管的結電容還是大很多，因此諧振RCD復位正激變換器變壓器的電壓尖峰比諧振復位的略大，而比RCD復位的小很多。從以上分析得到，諧振RCD復位正激變換器變壓器的電壓平臺及尖峰都較低，因此，開關應力較低。而在激磁能量損耗（有部分的激磁能量回饋），開關損耗（C₂C），變壓器磁偏（見各種復位方式的激磁電流波形）方面，諧振RCD復位正激變換器是諧振復位正激變換器和RCD復位正激變換器的折衷。

6 飽和電感的應用

由于該電源裝置是低壓大電流輸入和輸出，所以，二極管上的反向恢復問題相當嚴重，尤其是正激變換器的續(xù)流二極管D_R2。圖11(a)是正激變換器的D_R2上的電壓波形，可以看到有很高的電壓尖峰。這不僅增加了損耗，抬高了所需器件的額定電壓值，而且對于電磁兼容也是非常不利的。采用飽和電感和二極管串聯(lián)，如圖11(b)所示，可以大大削弱二極管的反向恢復，同時又不會增加很多損耗。加了飽和電感后，二極管D_R2上電壓波形如圖11(b)所示?？梢钥吹郊恿孙柡碗姼泻螅珼_R2上的電壓尖峰從將近160V降到了80V。