电力电子变换器机内辅助开关电源设计与实现

　　反激变换器具有电路拓扑简洁、输入输出电气隔离、电压升/降范围宽、易于多路输出等优点，因而是机内辅助开关电源理想的电路拓扑。

　　然而，反激变换器功率开关关断时漏感储能引起的电压尖峰必须用箝位电路加以抑制。由于RCD箝位电路比LCD箝位、有源箝位电路更简洁且易实现，因而 RCD箝位反激变换器在小功率变换场合更具有实用价值[1]。将RCD箝位反激变换器与峰值电流控制技术结合在一起，便可获得高性能的电力电子变换器机内辅助开关电源。本文主要论述这类机内辅助开关电源原理，首次提出了箝位电路等关键参数设计准则，并给出了设计实例与试验结果。

　　2 机内辅助开关电源的原理

　　1）功率电路

　　功率电路采用RCD箝位反激变换器，如图1所示。当功率开关S关断时，储能变压器T的漏感能量转移到箝位电容C中，并在电阻R上消耗。功率开关S关断电压尖峰得到了有效的抑制。

　　图1 RCD箝位反激变换器电路拓扑

　　图2 不同R、C值时箝位电容电压波形

　　然而，箝位电路参数对反激变换器的性能有重要的影响。不同R、C值时，箝位电容电压波形如图2所示。图2(a)中，C取值较大，C上电压缓慢上升，副边反激过冲小，变压器原边能量不能迅速传递到副边；图2(b)中，R、C值合适，C上电压在开关管截止瞬间冲上去，然后二极管D截止，电容C通过电阻R放电，到功率管开通瞬间，C上电压应放到接近(N1/N2)Uo；图2(c)中，R、C均偏小，C上电压在管子截止瞬间冲上去，然后因为RC时间常数小，C 上电压很快放电到等于(N1/N2)Uo，此时RCD箝位电路将成为反激变换器的死负载，消耗储存在变压器中的能量，效率降低。