DC/DC有源钳位正激式变换电路优化方案

DC/DC有源钳位（Active Clamp）ZVS-PWM技术已在正激式、反激式、推挽式变换电路等多种电路中获得应用。所谓有源钳位是指钳位电路由开关晶体管、集成电路等元器件组成。钳位电容将电压钳位在主开关两端电压上并保持恒定，保护开关管在浪涌电压下免受损坏。这种技术适用于DC/DC变换的各种形式的开关电源。这是因为有源钳位能使高频变压器磁心的磁通自动复位，避免磁饱和，以提高磁心的利用率。

图6-12是DC/DC有源钳位正激式变换电路原理图。图中，VT₂为主开关，VT₁为钳位开关，C_C为钳位电容，R是钳位电阻。根据下式可算出电容C_C上的钳位电压V_CC：

式中，V_S为直流电源输入电压；D为脉宽调制的占空比。

D=nV_o/V_S

式中，n为变压器TR的匝比。

一次绕组的平均电流为：

I_PA=I_o/（1-D）

有源钳位ZVS-PWM正激式变换电路的运行模式基本上有4种：(www.xing528.com)

1）T₀＜t＜T₁，主开关VT₂零电压导通，变换电路能量向负载传送。

2）T₁＜t＜T₃，钳位开关VT₁在主开关VT₂断开时使钳位电压V_CC保持不变，V_CC=DV_S/（1-D）。

图6-12 DC/DC有源钳位正激式变换电路原理图

3）T₃＜t＜T₅，主开关VT₂断开，钳位开关VT₁导通，主开关电压被钳住在V_CC+V_S的水平，而V_CC=±ΔV，ΔV为电容充放电纹波电压。

4）T₅＜t＜T₈，主开关VT₂的电压下降到零，接近导通，实现了ZVS。VD₁反向偏量，钳位电路断开，钳位电压V_CC=DV_S/（1-D）保持不变。主开关VT₂的导通时间为DT，关断时间为（1-D）T，见图6-13。

有源钳位ZCS-PWM正激式变换电路与无源钳位电路相比，电路效率可以提高到95%，可实现变压器磁心磁通自动复位，不需要另加复位电路，这可以使磁心电流沿正负方向流通，提高了磁心的利用率。