对称式RCD箝位的正-反激变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种对称式RCD箝位的正-反激变换器。变压器T的副边绕组设置由第三主开关管Q3、储能电容C1和整流电路(112)构成的反激变换装置(111)：第三主开关管Q3的漏极与副边绕组的一端相连，第三主开关管的Q3源级与整流电路相连，储能电容的正极与副边绕组的另一端相连，负极与整流电路相连。本实用新型专利技术克服了传统单管正-反激变换器开关管电压应力高的缺点，有利于降低开关管应力和效率的提升。在励磁电感电流连续模式时，实现副边开关管零电压转换(ZVS)，同时工作在一定条件励磁电感电流断续模式时，能够实现原边开关管零电压转换。该变换器占空比大于50％，主开关管电压应力低，可用于高电压、宽电压输入，并且具有较高转化效率的场合。

【技术实现步骤摘要】
对称式RCD箱位的正-反激变换器
本技术设及电阻、电容、二极管（简称RCD) W及副边电容猜位的正-反激变 换器，设及包含DC/DC变换器的电源供应装置。
技术介绍
已有技术的电阻、电容、二极管（简称RCD)复位单管正激变换器如图1所示，其占 空比可W大于50%，适用于低成本的宽范围输入的场合。但是该电路拓扑中开关管的电压 应力过大，是电源电压的2倍，因此不适应于高压输入场合，并且其励磁复位的方式是一种 耗能的复位方式，它的励磁能量消耗在电阻R上，该样复位电阻R也需要采用功率比较大的 电阻，不仅增大了变换器的体积，而且变换器的效率也大打折扣。 为了降低开关管的电压应力，并且提高变换器的效率，有人提出了如图2所示的 双管对称式RCD猜位正激变换器。包括了直流电源Vi。、变压器T、第一主开关管Qi、第二主 开关管第一主开关管的漏极与直流电源的正极相连，源级与变压器原边绕组的一端相 连，第二开关管的源级与直流电源的负极相连，漏极与变压器的原边绕组的另一端相连，在 电源的正极和第二主开关管漏极与变压器原边绕组的接点间有第一复位支路，在电源的负 极与第一主开关管源级与变压器原边绕组的接点间有第二复位支路，变压器的副边绕组与 整流电路相连。该变换器每个主开关管的电压应力为单管正激变换器的一半，约等于电源 输入的电压，适用于高电压输入场合。并且电阻Ri及R 2消耗的不是所有的激磁能量，而是 激磁能量的一部分，该大大提高了变换器的效率。此种电路拓扑有占空比大于50% W及电 压应力低的特点，但是作为宽范围输入，其输出输入电压比（V?ut/Vj和占空比D的关系是 D的关系，在通常的四种情况中；D，1/ (1-D)，D/ (1-D)，D (1-D)，该四种关系在宽范围输入场 合适应性为D/ (1-D) >1/ (1-D)〉D〉D (1-D)。因此宽范围适应性要差一些。
技术实现思路
鉴于现用技术的W上不足，本技术的目的是提供一种占空比大于50%，宽电 压输入，开关管电压应力低，并且具有较高效率的对称式RCD猜位正-反激变换器。使之能 克服现有技术的W上不足。在励磁电感电流连续模式时，能够实现副边开关管零电压转换 狂VS)。 本技术的目的是通过如下的手段实现的。 对称式RCD猜位的正-反激型变换器，包括对称式RCD猜位电路110、变压器T和 由变压器副边的第S开关管Qs与储能电容C 1相连接的变换电路。变压器T的副边绕组设 置由第S主开关管〇3、储能电容。和整流电路（112)构成的反激变换装置（111);第S主开 关管Qs的漏极与副边绕组的一端相连，第S主开关管的Q 3源级与整流电路相连，储能电容 的正极与副边绕组的另一端相连，负极与整流电路相连。 本技术克服了传统单管正-反激变换器开关管电压应力高的缺点，有利于降 低开关管应力和效率的提升。在励磁电感电流连续模式时，实现副边开关管零电压转换 狂vs)，同时工作在一定条件励磁电感电流断续模式时，能够实现原边开关管零电压转换。 该变换器占空比大于50 %，主开关管电压应力低，可用于高电压、宽电压输入，并且具有较 高转化效率的场合。 【附图说明】 [000引图1是已有技术的RCD复位单管正激变换器； 图2是已有技术的双管对称式RCD猜位正激变换器； 图3是本技术的对称式RCD猜位正-反激变换器； 图4是本技术在连续工作模式下各阶段工作过程图，其中（a)为阶段 ;化）为阶段 2[ti，t2]，（C)为阶段 3[t2，t3]，（d)为阶段 4[t3，tJ，（e)为阶段 5 [t4, tg]; 图5是本技术的对称式RCD猜位正-反激变换器在激磁电流连续情况下的关 键波形； 图6是本技术的对称式RCD猜位正-反激变换器中交错RCD输入电压与吸收 电容关系图； 图7是本技术的对称式RCD猜位正-反激变换器在激磁电流断续情况下的关 键波形。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术作进一步说明： 如图3所示；对称式RCD猜位正-反激变换器，包括直流电源Vi。，变压器T，第一 主开关Qi，第二主开关92,第立主开关第一主开关的漏极与直流电源的正极相连，源级 与变压器原边绕组的一端相连，第二主开关的源级与直流电源的负极相连，漏极与变压器 原边绕组的另一端相连，在电源的正极和第二主开关漏极与变压器原边绕组的接点间接有 第一复位支路，在电源的负极和第一主开关源级与变压器原边绕组的接点间有第二复位支 路，变压器的副边绕组是由第=主开关管、储能电容和整流电路相连的。第=主开关管的漏 极与副边绕组的一端相连，第=主开关管的源级与整流电路相连，储能电容的正极与副边 绕组的另一端相连，负极与整流电路相连。 在此方案中，RCD猜位电路110可W是RCD复位电路抑或是其他形式的复位电路。 整流电路可W是半波整流电路或零式半波整流电路或倍流整流电路或巧事全波整流电路 或同步整流电路。各整流电路中的整流器可W是二极管，也可W是同步整流管。 [001引本技术中变压器原边与RCD猜位正激变换器原边具有相同的拓扑，所W其 继承了其占空比可W大于50%和电压应力低的特点。根据各主开关管Qi、02、Q进关断的 (l-D)T期间变压器激磁电流是否过零，将其定义为激磁电流连续状态（MCCM)和激磁电流 断续状态（MDCM)。下面定量的描述在各种工作状态下该变换器的特性及设计方法： 由于MDCM状态下主开关管Qs关断期间其两端的电压会发生振荡，需要加入RCD猜 位电路作为副边漏感缓冲，而MCCM状态下只需并联一个电容即可实现漏感能量，下面对变 换器工作在MCCM+LCCM(滤波电感电流连续模式）下一个开关周期T内的工作模态进行分 析，工作过程如图4所示： (a)阶段[t。, ti] :t。时刻开关管Q 1、〇2、〇3均导通，激磁电流i m线性上升， [002U 变压器副边与电容电压VCi叠加，变换器工作在正激方式，副边二极管D。关断，该 阶段激磁电流变化量Aim可W表示为： = (1) [002引 化）阶段扣，t2] :ti时刻开关管Qi、Q2、Q3均关断，原边漏电感Llkp与寄生电容CdssI、 谐振作用，副边漏电感L Iks与电容C4和C谐振作用，由于副边漏电感电流峰值与滤波 电感Li相同，副边二极管D。维持关断状态。 (C)阶段[t2，t3]:t拥刻开关管Qi与Q2上电压之和等于￥;。、￥。、￥。之和，漏电感 电流ilkp开始通过二极管D 1、向V 1。、Vc2、Vc3流动，伴随着V C2与V C3的轻微上化开关管Q 1 与化上电压也跟随上升。由于副边漏电感电流下降速度比滤波电感快，因而副边二极管D。 导通。 [002引 （d)阶段[t3, :t拥刻变压器原副边漏感放电完毕，副边电流i点向，激磁电流 通过变压器副边与Vci、D0、Q3流通，工作在Flyback状态。同时滤波电感继续通过D。续流。 由于开关管Qs上电压与i S非关联，i S通过电容C 4与C流通使其电压下降。 (e)阶段氏，*5]:*拥刻电容〔4与〇。553上电压已经下降为零，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
对称式RCD箝位的正‑反激变换器，包括对称式RCD箝位电路(110)、变压器T和由变压器副边的第三开关管Q3与储能电容C1相连接的变换电路，其特征在于，变压器T的副边绕组设置由第三主开关管Q3、储能电容C1和整流电路(112)构成的反激变换装置(111)：第三主开关管Q3的漏极与副边绕组的一端相连，第三主开关管的Q3源级与整流电路相连，储能电容的正极与副边绕组的另一端相连，负极与整流电路相连。

【技术特征摘要】
1. 对称式RCD猜位的正-反激变换器，包括对称式RCD猜位电路（110)、变压器T和由 变压器副边的第S开关管Qs与储能电容C 1相连接的变换电路，其特征在于，变压器T的副 边绕组设置由第=主开关管〇3、储能电容。和整流电路（112)构成的反激变换装置（111): 第S主开关管Qs的漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾怡达，何林，朱仁伟，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51