带辅助变压器的Flyback变换器ZVS软开关技术

"本文介绍了一种带辅助变压器的Flyback变换器ZVS软开关实现方案，旨在解决传统Flyback变换器在高开关频率下损耗增加的问题。通过在主变压器旁串联一个辅助变压器，实现了主辅开关管的零电压软开关（ZVS），降低了输出整流二极管的di/dt，确保在宽输入电压和不同负载条件下都能实现软开关。文章详细阐述了电路的工作原理，包括七个不同的工作阶段，并对比了与有源箝位ZVS软开关技术的差异，强调了提出的方案在全负载范围和宽输入电压下的优势。" 在开关电源领域，软开关技术是提高效率和降低损耗的关键。传统的硬开关方式在开关器件切换时会产生显著的开关损耗，尤其是在高频操作下。零电压软开关（ZVS）技术通过让开关器件在零电压状态下进行开关转换，显著减少了这些损耗。Flyback变换器因其结构简单、成本低而在小功率应用中广泛应用。然而，传统的Flyback变换器在轻载或特定条件下难以实现ZVS。 本文提出的新颖方案是将一个辅助变压器与主变压器串联，利用辅助变压器的原边激磁电感电流双向流动，创造条件使主开关管实现ZVS。这一设计不仅降低了主开关管的损耗，还限制了输出整流二极管的电流变化率(di/dt)，从而减轻了整流器的应力，提高了整个系统的可靠性。 工作原理部分，文章解释了电路的七个不同工作阶段，通过等效电路图分析了在各个阶段中能量的流动和开关状态，展示了如何在不同工况下维持软开关条件。特别指出，由于电路设计，即使在轻载或重载条件下，变换器也能在宽输入电压范围内保持软开关特性，这为设计带来了更大的灵活性。 此外，方案还避免了占空比随负载变化的情况，简化了电路参数的设计。与有源箝位ZVS软开关技术相比，这种方案在全负载范围内的性能更稳定，无需复杂的控制策略。 这种带辅助变压器的Flyback变换器ZVS软开关实现方案为开关电源设计提供了一种高效、可靠且适应性强的解决方案，特别适用于需要高功率密度和高效率的通信和计算机系统。通过实验验证，该方案的有效性和优势进一步得到了证实。