Flyback电路ZVS软开关实现：原理、设计与实验验证

本文主要探讨了一种创新的Flyback电路软开关实现方法，针对传统硬开关技术在高频下开关损耗大的问题，提出了一种通过添加辅助绕组来实现零电压软开关(ZVS)的技术。这种技术的核心在于利用额外的绕组来控制主开关S1的电流方向，使得在S1关闭时，磁通能够反向流动，从而避免了在开关过程中产生的电压尖峰，降低了开关损耗，提高了电路的工作效率和能效。 工作原理上，电路结构包括一个带辅助绕组的Flyback变换器，辅助绕组的匝数与输出绕组相等。通过S1和S2这两个互补导通的开关管，通过设置适当的死区时间防止共态导通。电路中的磁感应电感Lm被设计得较小，这样即使在电流反向流动时，也能满足ZVS条件，减少了开关损耗。电路根据负载的不同，工作状态有所不同：轻载时有7个阶段，每个阶段都有明确的等效电路图，详细描述了电流变化和电压行为，如阶段1至阶段7，涉及电流的上升、下降，以及开关管的导通和截止。 在实验验证部分，作者展示了轻载和满载条件下电路的实际工作波形，以及各个阶段的详细分析。通过实验证明了这种带辅助绕组的Flyback软开关实现方法的有效性和可行性，这对于提升电源产品的轻量化和效率具有重要意义，特别是在高开关频率的应用中，能够显著降低系统成本和复杂度。 本文提供了一种创新的电路设计策略，对于电子技术领域特别是电源系统的设计者来说，这是一种值得研究和应用的新技术，对于提高开关电源的性能和可靠性具有重要的推动作用。同时，对于采用ARM开发板进行电路设计和仿真的人来说，这种软开关实现方法可以作为优化设计的关键技术参考。