有源钳位Flyback正激变换器的原理与应用

Flyback正激变换器是一种单端变换器，因其结构简单、工作可靠和成本效益高，在中小功率离线电源应用中十分常见，特别是在计算机、通讯、工业控制、医疗设备等领域。这类变换器的特点在于其利用高频变压器进行隔离，可以在高电压环境下工作，丰富了变换器的类型和功能。 然而，传统单端正激变换器存在一些局限性。它们主要工作在磁滞回线的一侧，效率相对较低，且受硬开关模式的影响，存在变压器体积大、损耗大、开关器件承受高电压应力等问题，这导致开关损耗增加，dv/dt和di/dt过大，影响电磁兼容性。 为解决这些问题，有源钳位正激变换器应运而生。它通过引入一个有源钳位支路，包括钳位开关和钳位电容，与主开关或变压器原边绕组并联。这个钳位支路的巧妙设计使得主开关能在ZVS（零电压开关）条件下工作，显著减少开关损耗。当主开关关闭时，钳位电容的电压可稳定输出电压，避免主开关承受过高的电压，从而减小器件压力。 更有意义的是，有源钳位技术使铁芯能够在工作过程中自动磁复位，实现了双向对称磁化，提高了铁芯的利用率，进一步提升了变换器的性能。这种工作模式使得变换器的磁特性和开关行为得到优化，显著改善了供电单元的效率和电磁兼容性。 总结来说，Flyback型有源钳位正激变换器通过创新的钳位技术，不仅解决了传统单端正激变换器的固有问题，还实现了软开关工作模式，显著提高了转换效率，降低了损耗，并优化了电磁兼容性。这种技术在现代电子设备中得到了广泛应用，是现代开关电源设计中的关键要素之一。