一种正激有源箝位驱动电路拓扑（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）收稿日期:20210112作者简介:任怡静(1982,女,山西闻喜人,硕士研究生,研究方向为星载DC/DC变换器。文章编号:10093664(202103002503设计应用一种正激有源箝位驱动电路拓扑任怡静,王卫国,郭祖佑(兰州物理研究所,甘肃兰州730000摘要:采用有源箝位复位方式能够有效提高变换器的效率,然而箝位开关管的增加提高了控制电路的难度,文章中设计了一种简单的驱动电路,解决了开关管之间的延时问题,实验结果证实该方案有效提高了变换器的效率。关键词:有源箝位;驱动电路;复位;效率中图分类号:TN79文献标识码:AAForwardDrivenCircuitTopologyonanActiveClampRENYijing,WANGWeiguo,GUOZuyou(LanzhouInstituteofPhysics,Lanzhou730000,ChinaAbstract:Theresetmodeofactiveclampcanimprovetheefficiencyofforwardconverter,butitmakesthewholecontrolsectionmoredifficultybecauseoftheadditionoftheclampedswitches.Inthispaper,anewdrivencircuitwasdesigned,theproblemthatdelaytimebetweentwoswitchesissolvedbythisnewmethod.Thetestresultsverifythatthismethodcanimprovetheefficiencyofforwardconverter.Keywords:activeclamp;drivencircuit;reset;efficiency0引言由于正激变换器具有电路拓扑简单,输入输出电气隔离,电压升、降范围宽,易于多路输出等优点,因此被广泛应用于中小功率电源变换场合。但正激变换器需要附加电路来实现变压器的磁复位,否则变压器磁芯将达到饱和而影响电路无法正常运行。正激变换器的磁复位方式有很多种,包括第三绕组复位技术、RCD复位技术、LCD复位技术、有源箝位技术和谐振复位技术。与传统的复位技术比较[1],有源箝位技术有许多优点:无需另加复位措施,可实现变压器磁芯的自动磁复位;并可以使激磁电流正负方向流通,使磁芯在磁化曲线第一及第三象限运行,提高了磁芯利用率,但它的缺点是控制电路复杂。1电路原理图1为有源箝位变换器原理框图。如图1所示,PWM控制电路、延时电路的选用和设计是有效驱动主开关与箝位开关,并进一步实现有源箝位复位技术的关键所在。图2中,由电容Cc与箝位开关管Q2构成箝位网络,Q1为主开关管,Cs为Q1的结电容。在主开关关断期间,箝位电容将主开关漏-源电压箝在一定数值水平上,基本保持不变,从而避免了主开关上过大的电压应力。电路运行过程中,箝位开关Q2能够实现零电压开通和关断、主开关Q1可以获得零电压关断和低电压开通,进一步减少了开关管的开通损耗和关断损耗。然而,由于电路增加了箝位开关,因此,控制、驱动电路也相应变得复杂。本方案综合航天器件的可靠性以及多年的使用经验,设计了一种新的驱动电路。图1有源箝位变换器原理框图图2有源箝位正激变换器原理图2驱动电路的基本原理及设计2.1微分电路微分电路如图3(a所示。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波,此电路的输出波形只反映波形的突变部分,即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲的宽度与RC有关,RC越小,尖脉冲波形越尖,反之则宽。注意,此电路的RC必须远远小于输入波形的宽度,否则就失去了波形变换的作用,变为一般的RC耦合电路了,一般RC小于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。图3微分电路及其波形2.2驱动原理图如图4所示,PWM芯片的输出直接用来驱动主开关管,另外,通过微分电路对PWM芯片输出波形转换后,可以在Q2的栅-源两端得到与Q1栅-源之间互补的波形。当PWM输出为高电平时,二极管D3截止,D4导通,辅助电源电压通过回路R4、D4、Q3,此时,Q3的集电极为低电平,Q2栅-源也为低电平;当PWM输出为低电平时,D3导通,D4截止,则辅助电源电压12V直接通过电阻R5加到Q3集电极上,Q2栅-源之间为高电平。这样,实现了主开关管和箝位开关管的互补驱动。图4主开关管与箝位开关管的驱动原理图当方波电压加在微分电路的两端(输入端时,电容C上的电压开始因充电而增加,而流过电容C的电流则随