首先要确定Vo=? CCM,如果Nr1=Nr2=N
主管V1通,D段,那么Vtr2=Vin-N*Vo,Vtr1=N*Vo
辅助管V2通,1-D段,电压方向定成反方向,Vtr1=Vc=Vin*D/(1-D)-N*Vo,Vtr2=N*Vo
可以看到主管应力和辅助管应力与一般的正激有源钳位相同,都为Vds1=Vin/(1-D),Vds2=Vin/(1-D)
Vtr2一周期内的平均值为零,(Vin-N*Vo)*D=N*Vo*(1-D),Vin*D=N*Vo
Vtr1一周期内的平均值为零,N*Vo*D=Vin*D*(1-D)/(1-D)-N*Vo*(1-D),也同样是N*Vo=Vin*D
结论:Vo=Vin*D/N
如果称正激的二极管为D1,D1的应力是1- D段,VD1=Vo+Vtr1=Vo+Vin*D/(1-D)-N*Vo=Vo+Vo*D/(1-D)=Vo/(1-D)=Vin*D/(1-D),等同于正激副边整流管的应力
同理,可以推得VD2=Vo+Vtr2(D段)=Vo+(Vin-N*Vo)/N=Vin/N,等同于正激副边续流管应力。
其次,D段,是Tr2的原边作为电感的效果,Tr1的原边是变压器效果,正激过程,类似电感放原边。
1-D段,Tr2反激,存储在Tr2的能量释放到负载,顺便对Tr1也去磁。
注意到这个过程中,Tr1类似变压器设计,而Tr2,类似于反激变压器,或者说类似于电感设计。
1段不用说了
2段,由于主管V1关断,那么通过励磁电感Lr1和励磁电感Lr2和V1的Cds以及其它寄生参数震荡,变压器没有反向,也就是说Vds1还在Vin以下,那么这个电流是同时包含了
励磁电流以及副边折合过来的负载电流Io/N,Vds1上升很快。
3段,变压器过零到负的过程,副边两个二极管经历换流共通时期,副边电流就不折过来了,只有励磁电流通过Lr1+Lr2与Cds谐振,Vds1上升速度变慢,直到Vds1=Vin/(1-D)
4段,V2 可以零电压开了。
5段,类似正激的有源钳位,励磁电流从正到负了。
6段,V2关了,这个时候也类似于正激的有源钳位,Vds1开始下降,往Vin走,但区别来了,正激的有源钳位励磁电流平均值是零的,但这个里面,明显Lr2这个电感,是要在1-D过程中,要往副边传输能量的,它是平均电流是负的,但是注意到钳位容上的平均电流是零的,多出来的就是传到副边的负载电流。注意到加Lr2上的电压,就会发现,它和传统正激的电感完全一样。所以电感量怎么设计,是容易的。但Lr1呢,和Lr2串联来着,通过它的励磁电流也是完全一样,所以,Lr1应该等于Lr2的大小。
相比与传统正激的有源钳位,不同就在于这个时候它的zvs是更容易实现的,因为励磁电流比较大,是负载电流折合来的,而传统正激要满足Imag-的绝对值大于Io/N才能来实现主管的zvs,而这个拓扑,zvs更容易些。当然,V2关与V1通的死区时间要够长,才能做zvs,不管怎么说,都是比传统正激的有源钳位容易实现zvs或者可以让Vds1尽可能的低了。
7段,Vds1从Vin往下震,看看能不能zvs
8段,开V1,又从1开始。
总的来说,Tr1的伏秒是比一般正激要小了,所以可以用小一号变压器,对比明显,一个是Vin*D*Ts,一个是NVo*D*Ts=Vin*D^2*Ts,但加上Tr2就差不多了
这个拓扑类似的还有artesyn的专利拓扑,以及lamda的专利拓扑,lamda的应该已经过期了。
我最近正在做一个一个core的正反激拓扑。用在1-8 brick,150W左右。