Active Clamp and Reset Technique 有源钳位电路 开关周期.ppt
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1、Active Clamp and Reset Technique 有源钳位电路 完整开关周期工作过程分析 摘自TI资料 庄主 2006.02.182.20,传统的复位电路及RCD复位电路,有源钳位电路及include the MOSFET parasitic output capacitance (Coss) and the internal body diode的电路,三种复位方式的性能比较,有源钳位的优点及与其它电路的相比较的不同点:,SIGNIFICANT BENEFITS:& recycles transformer magnetizing energy instead of diss
2、ipating it in a resistor& facilitates Zero Voltage Transition of the main switch for higher efficiency& uses lower voltage MOSFET and diodescompared to the RCD & reduced EMI/RFI via soft switching & eliminates lossy snubber network on primary& operates at fixed frequency& allows much higher frequenc
3、y operation & similar power transfer to conventional square wave switching& duty cycles beyond 50% max are obtainable & actively resets main transformer to third quadrant of BH curve,DIFFERENCES AND SIMILARITIES:This new approach requires a few more parts than the other forward choices to achieve th
4、e benefits listed previously. Differences include:& an additional high voltage MOSFETclamp/reset switch & an isolated, variable duty cycle gate drive for the clamp/reset switch& a modified PWM control technique to properly program the associated delays between gate drives to achieve the zero voltage
5、 transitions& a new gate drive technique to extract theproper clamp/reset drive pulse,POWER TRANSFER: tOttl : 这一部分与传统的方波功率变换基本一样从0开始,主管开通,开始功率传递从原边到副边通过变压器主管处于状态,反向的原边电流开始(体二极管)流过,钳位主管漏极电位当主管开通,电流从体二极管向MOS的Channel转移,主管可双向流通.主管电流在副边映射电流(Iout/N)的基础上以Vin/L的斜率上升.变压器的漏感(Llkg)在此分析中被考虑. 于此同时,变压器副边电流也会上升,沿D
6、1流动.此前流过D2的电流下降,与D1电流上升相对应,两者之和为整个的负载电流.此阶段短暂的暂态过程也可以被详细的描述.原边电流是三个分解电流(映射的输出电流;映射回来的电感充电电流;原边的磁化电流).能量流动很快建立在此阶段.主管保持一定时间的开通以调整输出电压.通过PWM信号来控制.当时间到达t1时,主管关断.一般来说,这一阶段和传统的开关拓扑过程是一样的.,Linear Transition: t1tt2在t1时刻,主管关断.主管上电流立即从QA转移其输出寄生电容(CA)上,体二极管DA反偏.由于映射过来的整个输出电流(由于较大的Lo在增加)在原边流动,CA充电非常迅速.MOS上电压呈线
7、性上升,QC上电压于此同时线性下降.此过程一直持续到t2当CA被完全充电到Vin.同样,CC上电压同时从初值Vcr下降到(Vcr-Vin).此阶段在变压器初级电压降到0时在t2结束.这一阶段可被看作两个并联的电容(CA & CC)被一个恒定的电流源(=Iout/N)激励,直到V(CA)到达Vin结束.从细节来说,这样的线性近似是不确切的.但是,此阶段非常短暂,这样简化是可以接受的.Here is why.首先,原边电流不是一个常数,它是呈上升趋势的.尽管变压器原边电压是快速从Vin下降到0,其start s out positive并贮存能量在漏感和励磁电感在此过程中.累加这部分在恒定的映射输
8、出电流(由于大的输出电感),其总和使原边电流一直增加.注意两个MOS输出电容(CA & CC)的充放电是由于电流从输入端和钳位电容流动.它不是被变压器以前所贮存的电感能量导致.象此后另一个阶段发生的开关回到零电压.其次,假定负载电流仅仅通过D1持续流动在这个阶段.因为变压器电压在t2已突降到0,这个情况可以通过设计,磁的耦合,变压器上漏感的放置来改变.设计方程推导: 见下页,Linear Transition: t1tt2,设计方程推导: 在dt(2-1), I=C*V/ t; V=Vin 此等式中有效的电容是两个开关输出电容的并联组合.CA和CC;为补偿高压MOS的有效电容,IR建议对Cos
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