高效1MHz以上单端有源箝位DC/DC变换器设计与特性分析

本文主要探讨的是单端有源箝位DC/DC变换器，这是一种能够在1MHz以上高开关频率下实现零电压谐振变换的功率转换器。与传统的buck、boost或buck-boost电路相比，它具有显著的优势。 在电路设计中，关键特点是仅需一个磁芯作为电感和变压器，通过调整绕组的匝比，可以灵活地控制输出电压。这种拓扑结构简化了电路元件，降低了成本。由于采用了零电压谐振变换技术，对磁芯的特殊要求减少，提高了电路的可靠性。 控制部分的核心是脉宽调制（PWM）技术，使得变换器工作效率高且输入输出之间实现了电气隔离，确保了系统的安全性和隔离性能。相比于常规变换器，如图1和图2所示的buck和buck-boost电路，单端有源箝位变换器在处理高电压降变低电压的应用中，能够显著降低开关损耗，提高整体效率。 文章特别指出，该电路结构中包括三个开关管S1、S2和S3，以及变压器T和滤波电容Ci和Cs。通过定时电路精确控制这三个开关管的工作，确保了电路的稳定运行。同时，由于采用了有源箝位技术，开关S1和同步开关S3由同一信号ug驱动，这有助于优化脉冲宽度，进一步优化输出特性。 图3展示了该电路的详细结构，而图4则描绘了控制波形，显示了有源箝位的运作原理。单端有源箝位DC/DC变换器是一种创新的解决方案，适用于需要高效率和高频率变换的场合，特别适合在电源类应用中，如电子设备、通信系统等，提升能源转换的效能和稳定性。对于课程设计或毕业设计项目来说，理解和实现这种变换器的原理和设计是十分有价值的实践内容。