正激各种磁复位优缺点：三绕组、RCD、有缘钳位、双管正激.docx

【Word版本下载可任意编辑】 PAGE 1 - / NUMPAGES 1 正激各种磁复位优缺点：三绕组、RCD、有缘钳位、双管正激 概述  单端变换器的磁复位技术  使用单端隔离变压器之后，变压器磁芯如何在每个脉开工作磁通之后都能恢复到磁通起始值，这是产生的新问题，称为去磁复位问题。因为线圈通过的是单向脉动激磁电流，如果没有每个周期都作用的去磁环节，剩磁通的累加可能导致出现饱和。这时开关导通时电流很大；断开时，过电压很高，导致开关器件的损坏。  剩余磁通实质是磁芯中仍残存有能量，如何使此能量转移到别处，就是磁芯复位的任务。具体的磁芯复位线路可以分成两种：  一种是把铁芯残存能量自然的转移，在为了复位所加的电子元件上消耗掉，或者把残存能量反应到输入端或输出端；另一种是通过外加能量的方法强迫铁芯的磁状态复位。具体使用那种方法，可视功率的大小、所使用的磁芯磁滞特性而定。  在磁场强度H为零时，磁感应强度的多少是由铁芯材料决定。图a的剩余磁感应强度Br比图b小，图a一般是铁氧体、铁粉磁芯和非晶合金磁芯，图b一般为无气隙的晶粒取向镍铁合金铁芯。  对于剩余磁感应强度Br较小的铁芯，一般使用转移损耗法。转移损耗法有线路简单、可靠性高的特点。对于剩余磁感应强度Br较高的铁芯，一般使用强迫复位法。强迫复位法线路较为复杂。  简单的损耗法磁芯复位电路是由一只稳压管和二极管组成，稳压管和二极管与变压器原边绕组或和变压器副边绕组并联，磁芯中残存能量由于稳压管反向击穿导通而损耗，它具有两种功能，既可以限制功率开关管过电压又可以消除磁芯残存能量。在实际应用中由于变压器从原边到副边的漏电感（寄生电感）存在，这个电感中也有存储的能量，因此一般把稳压管和二极管与变压器原边绕组并联连结。这种电路只适用于小功率变换器中。  几种磁复位方式  三绕组复位法  RCD复位  有源钳位  双管正激  三绕组复位法  优点：  技术成熟可靠，磁化能量可无损地回馈到直流电网中去。  缺点：  附加的磁复位绕组使变压器的构造和设计复杂化；  开关管关断时，变压器漏感引起的关断电压尖峰需要RC缓冲电路来抑制，尤其是变压器满载时；  开关管承受的电压与输入直流电压成正比，当变压器工作在宽输入电压范围时，必须采用高压功率MOSFET,而高压功率MOSFET的导通电阻较大，从而导致导通损耗较大；  Uin=Uinmax时，占空比d=dmin很小，不易于大功率输出。  RCD复位  Cs：晶体管输出电容、钳位二极管结电容、折算到原边的整流二极管结电容和变压器绕组电容之和  t=t0～t1期间，开关管导通变压器上的磁化电流增加；t=t1时VM 关断，随后以负载折算到原边的电流Io／n给Cs线性充电；  t=t2时开始磁复位，Cs与Lm谐振使得磁化电感能量有一部分转移到Cs 中去，剩余的磁化电感能量和变压器漏感能量消耗在钳位电阻R中；  t=t2时开始磁复位，Cs与Lm谐振使得磁化电感能量有一部分转移到Cs 中去，剩余的磁化电感能量和变压器漏感能量消耗在钳位电阻R中；  在t=t4～t5期间，Cs中储存的能量传递到磁化电感Lm中去。  可推导出钳位电压为：  ① Uc与Uin无关；  ②增大Lm可降低Uc；  ③ 增加Cs，可降低Uc；这可通过在VM漏源两端外并电容来实现.但这却增加了功率开关的容性开通损耗；  ④减小源副边总漏感L1k可降低Uc，这是降低钳位电压的关键因素。  优点：  磁复位电路简单；  功率开关电压较低；  占空比d可大于0.5,适用于宽输入电压场合。  缺点:  大部分磁化能量消耗在钳位电阻中。因此，它广泛应用于价廉、效率要求不太高的功率变换场合。  有源钳位  为了简化分析，假设输出滤波电感L和钳位电容Ccl足够大，因此可将它们分别作为电流源和电压源处理。变压器用磁化电感Lm 、原副边总漏感L1k和变比为n：1的理想变压器表示。每个开关周期分为七个区间.原理波形如下列图所示。  t=t0时，功率开关VM开通。VDC与VD2截止.VD1开通；  t=t1时。功率开关VM关断，以Io／n对电容Cs充电.使得UDs增大；  t= t2时。UDs=Uin ，VD1关断，VD2开通，磁化电流对C2 充电.即 Lm与Cs 谐振，部分磁化能量转移到Cs中去；  t=t3时，UDs=Uin +Uc1，VDC开通