中文引用格式: 劉志斌,,潘永雄,,吳健鴻. 準(zhǔn)諧振與有源鉗位反激變換器的性能比較和分析[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2024,,50(4):115-120.
英文引用格式: Liu Zhibin,Pan Yongxiong,,Wu Jianhong. Performance comparison and analysis of quasi resonant and active clamp flyback converters[J]. Application of Electronic Technique,,2024,50(4):115-120.
引言
隨著便攜式電子設(shè)備和電池快速充電技術(shù)的發(fā)展,要求電源適配器的體積更小,、輸出功率更大,,顯然提高適配器開關(guān)頻率和效率對減小電源適配器尺寸至關(guān)重要[1-2]。反激變換器具有輸入輸出電氣隔離,、電路結(jié)構(gòu)簡單,、成本低等優(yōu)勢,,被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等各類便攜式電子產(chǎn)品中,。然而,,反激變換器儲能變壓器的漏感較大,在關(guān)斷瞬間開關(guān)管的漏源極將出現(xiàn)很高的尖峰脈沖電壓,,為此需要在變壓器初級繞組兩端設(shè)置鉗位電路來吸收漏感能量,,以防止開關(guān)管過壓擊穿[3-4]。傳統(tǒng)反激變換器常用阻容二極管(RCD)鉗位電路,,RCD鉗位電路借助鉗位電容與漏感發(fā)生諧振,,將存儲在漏感中的能量轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉[5-6]。盡管RCD鉗位電路可以解決漏感能量在變壓器磁芯堆積帶來的可靠性問題,,但漏感能量沒有得到利用,,損耗大,需要較大的體積以便散熱,,降低了反激變換器的功率密度,。為此,損耗更小的準(zhǔn)諧振(Quasi-Resonant,,QR)[7]技術(shù)被提出了,。
QR反激變換器在開關(guān)管漏源電壓谷底觸發(fā)開關(guān)管開通,存儲在開關(guān)管輸出寄生電容Coss中的能量得到了部分利用,,從而減小了開關(guān)管的開通損耗,,提高了系統(tǒng)效率。但QR反激變換器的關(guān)斷損耗,、導(dǎo)通損耗及鉗位電路的損耗與傳統(tǒng)反激變換器相同,,依然較大,效率提升幅度有限,,并且損耗隨著開關(guān)頻率的增加而增大,,因此QR反激變換器通常工作在150 kHz以下,限制了其功率密度的進(jìn)一步提升[8],。而有源鉗位反激變換器(Active-clamp Flyback,,ACF)具有更高的工作頻率、效率和功率密度,,并且能夠彌補(bǔ)QR反激變換器的缺陷[9-10],。目前有關(guān)QR反激變換器和有源鉗位反激變換器性能指標(biāo)差異深度分析的文獻(xiàn)不多,為此本文簡要介紹QR和ACF反激變換器的工作原理,,制作輸出電壓為24 V,、輸出功率為48 W的基于QR和ACF反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的AC-DC變換器,在相同輸入條件下分別測量效率,、損耗,、功率元件溫升等主要性能指標(biāo),,為兩種反激拓?fù)湫阅鼙容^提供實驗依據(jù)。
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作者信息:
劉志斌,,潘永雄,,吳健鴻
(廣東工業(yè)大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院,廣東 廣州 510006)