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基于有源箝位的Flyback软开关电路设计

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简介:
本文介绍了基于有源箝位技术的Flyback变换器软开关电路的设计方法,旨在提高电源效率并减少电磁干扰。通过理论分析和实验验证了该方案的有效性。 本段落介绍了一种有源箝位Flyback变换器实现零电压开关(ZVS)的方法,并对其软开关参数进行了重新设计。该方案不仅能够使主辅开关管达到ZVS状态,还能限制输出整流二极管关断时的di/dt值,从而减少其开关损耗;同时有效降低了开关管上的电压应力。Flyback变换器因其电路结构简单,在小功率应用场合中被广泛使用。然而,由于变压器漏感的存在,导致了开关管上过高的电压应力问题。普通的RCD箝位型Flyback变换器会将漏感能量消耗在嵌位电阻(R)上,而开关管上的电压应力大小则取决于这部分能量的多少。如果更多地消耗于嵌位电阻的能量,则会导致开关管的电压应力降低;但同时也会对整个变换器效率产生影响。因此,在普通的RCD箝位型Flyback变换器中始终存在这种矛盾关系。

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  • Flyback
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    本文介绍了基于有源箝位技术的Flyback变换器软开关电路的设计方法,旨在提高电源效率并减少电磁干扰。通过理论分析和实验验证了该方案的有效性。 本段落介绍了一种有源箝位Flyback变换器实现零电压开关(ZVS)的方法,并对其软开关参数进行了重新设计。该方案不仅能够使主辅开关管达到ZVS状态,还能限制输出整流二极管关断时的di/dt值,从而减少其开关损耗;同时有效降低了开关管上的电压应力。Flyback变换器因其电路结构简单,在小功率应用场合中被广泛使用。然而,由于变压器漏感的存在,导致了开关管上过高的电压应力问题。普通的RCD箝位型Flyback变换器会将漏感能量消耗在嵌位电阻(R)上,而开关管上的电压应力大小则取决于这部分能量的多少。如果更多地消耗于嵌位电阻的能量,则会导致开关管的电压应力降低;但同时也会对整个变换器效率产生影响。因此,在普通的RCD箝位型Flyback变换器中始终存在这种矛盾关系。
  • MATLABAPFC
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    本项目采用MATLAB进行仿真分析,旨在优化并实现一种具有软开关技术的功率因数校正(APFC)电路的设计,以提高效率和稳定性。 本段落介绍了一种将改进型软开关电路与Boost电路结合而成的软开关型有源功率因数校正(APFC)电路的设计方法。该设计的主要目标是通过在主电路中实现交流到直流的转换,并且在这种条件下完成功率因数校正,从而提高系统的效率和性能。 具体而言,基于传统的Boost型功率因素校正电路结构,本段落采用了改进后的零电压过渡(ZVT)技术来达成软开关的效果。整个系统由基本的Boost变换器以及辅助谐振网络两部分构成:主开关管在该设计中实现了零电压开通与关断;而辅助开关则表现为零电流开启和零电压关闭。 文中还提出,采用平均电流控制策略作为电路的操作模式,并详细说明了如何选择主要元件参数(包括升压电感、滤波电容、辅助电感及电容等)。通过仿真分析验证,在这种软开关型APFC架构下可以达到极高的功率因数值——0.9976。
  • 反激变换器与分析
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    本研究专注于有源箝位反激变换器的设计与优化,通过详细的理论分析和实验验证,探讨其工作原理、性能特点及应用前景。 反激变换器因为具有电路拓扑简单、输入输出电气隔离、电压升/降范围广以及易于实现多路输出等特点,在中小功率转换场合得到广泛应用。然而,这种变换器存在一些缺点,如功率开关承受的电压和电流应力较大,并且漏感会导致功率开关出现尖峰电压问题,需要通过箝位电路来限制。 作者在一篇文献中对RCD、LCD以及有源箝位反激变换器进行了比较研究。研究表明,采用有源箝位技术能够使反激变换器达到最佳的综合性能。
  • 技术中DC-DC正激变换器次级
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    本研究探讨了在电源技术领域中,针对DC-DC正激变换器设计的一种次级有源箝位电路。该电路旨在提高转换效率和稳定性,减少电磁干扰,适用于高性能电子设备中的电力供应系统。 摘要:本段落介绍了一种新型的DC-DC正激变换器次级有源箝位电路。该设计不仅能将变压器漏感能量无损耗地转移到负载上,还能显著降低次级功率二极管的电压应力。文中详细分析了其在一个周期内的工作原理及相关理论,并展示了2.8kW DC-DC变换器的实际实验结果和波形。 1 前言 图1显示的是正激变换器的次级拓扑结构电路,其中VD1为整流二极管,VD2是续流二极管,Lf代表输出滤波电感,Cf则是输出滤波电容。当初级开关导通时,VD1会导通而VD2截止,此时能量从初级转移到负载;一旦初级开关断开,则VD1关闭且VD2开启,使得滤波电感电流通过VD2续流以维持电路运作。然而,在理想状态下描述的这种工作模式忽略了功率二极管反向恢复特性和变压器漏感的影响。实际上,当这些因素被考虑进去时,能量转移的过程会更加复杂。
  • 移相全桥主详解
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    本文详细介绍了一种采用移相全桥结构的软开关电源的设计方法,深入探讨了其实现高效率和稳定性的技术细节。 移相全桥变换器能够显著减少功率管的开关电压、电流应力以及尖刺干扰,降低损耗,并提高开关频率。接下来将介绍如何利用UC3875设计一款基于PWM软开关模式的开关电源。 主电路分析: 该款软开关电源采用了全桥变换器结构,使用MOSFET作为开关元件,其参数为1000V/24A。采用移相零电压-零电流(ZVZCS)PWM控制方式,即超前臂上的两个开关管实现零电压切换(ZVS),滞后臂的两个开关管则实现零电流切换(ZCS)。电路结构简图如图所示:VT1~VT4为全桥变换器中的四只MOSFET开关元件;VD1、VD2分别是超前臂中VT1和VT2的反向并联高速恢复二极管,C1、C2是为了实现VTl和VT2零电压切换而设置的高频电容;VD3、VD4是用于阻止反向电流的二极管。
  • 移相全桥主详解
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    本文详细介绍了一种基于移相全桥电路结构的高效软开关电源设计方案,深入探讨了其实现原理与优化策略。 移相全桥变换器能够显著减少功率管的开关电压和电流应力以及尖峰干扰,降低损耗并提高开关频率。本段落将详细介绍如何以UC3875为核心,设计一款基于PWM软开关模式的开关电源。
  • 多功能
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    本项目专注于设计一款集成多种功能且附有详细电路图的高效能开关电源。此创新产品不仅易于理解与组装,还具备宽输入电压范围、高效率及良好稳定性等特点,适用于各种电子设备。 本段落介绍了一种性价比高且功能丰富的程控开关电源设计,并详细说明了基于LM2576控制核心的升压和降压电路、切换及恒流输出电路的设计。性能测试结果验证了该设计方案的有效性和实用性。
  • UC3846单级PFC
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    本项目设计了一种采用UC3846芯片控制的有源钳位单级功率因数校正(PFC)开关电源,旨在提高电力转换效率和稳定性。 通常情况下,普通的单级隔离式PFC(功率因数校正)变换器与传统的DC/DC变换器相比存在电压应力高、损耗大的问题。为解决这些问题,本段落设计了一种采用带源嵌位和软开关的Boost-Flyback拓扑结构的单级PFC变换器,有效限制了开关管的电压尖峰。在主电路和辅助电路中的开关管均处于软开关条件下运行时,减少了自身的开关损耗,并提高了电源系统的整体输出效率。此外,主、辅开关管共用一组控制电路,增强了其实用性。 系统设计包括: 1. 系统结构:一个完整的独立工作的AC/DC开关电源通常包含EMC(电磁兼容)滤波整流电路、主电路(其中包括功率变换器和隔离变压器)、以及PFC部分。