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有源钳位正激转换器之传递函数

2014-06-17 Christophe Basso 阅读:
有源钳位式转换器重用了储存在磁化电感中的能量,并且透过对漏极节点寄生电容放电来重复利用此能量,提供一种降低开关损耗的简单方式。

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此系列文章第3部份也是最后部份,将展示采用电压模式工作的有源钳位转换器的控制至输出传递函数。第1部份第2部份阐释了经典正激转换器与其有源钳位式版本之间的差别。简而言之,有源钳位式转换器重用了储存在磁化电感中的能量,并且透过对漏极节点寄生电容放电来重复利用此能量,提供一种降低开关损耗的简单方式。此外,此技术使变压器能在象限I和III工作,自然导致更好及更优化的磁心利用。

如果我们的大信号方法能帮助提供控制至输出波德图并最终稳定转换器,我们就不知道极点和零点隐藏的位置,以及怎样抑制其可变性。这就是推导出完整传递函数的目标,此传递函数一旦整理为低熵(low-entropy)的形式,就必须提示直流增益、极点/零点成份及品质因数--如果有的话。

双转换器模型

在第2部份,我们已经展示有源钳位转换器的大信号表征等效电路图。实际上,为了简化分析起见,我们可以考虑将两个转换器整合为一个系统:降压-升压转换器(N沟道,高边配置)或升压转换器(P沟道,低边配置),此系统采用变压器磁化电流工作,且以工作周期来控制。此磁化电流循环透过功率开关Q1在初级端产生损耗,并以变压器圈数比N为比例传输至输出。它然后馈送至经典降压结构的第二个转换器。

我们有一种方式来透过上世纪90年代Vorpérian博士开发的PWM开关,对这两个转换器建模。它针对连续导电模式(CCM)的简化不变结构如图1所示:就简洁程度而言简直无可匹敌!为了在直流或交流条件下研究此转换器,遂移除开关/二极管组合,并插入跟其节点连接有关的模型。示例显示了怎样使用降压及降压-升压转换器来进行这样的操作。一旦我们将这些模型与电路关联起来,我们就可以立即运行SPICE仿真,并获取我们选择的交流回应(控制至输出、输出阻抗等,见参考资料[2])。

有源钳位正激转换器之传递函数(电子工程专辑)
图1: CCM PWM开关模型帮助以简化方式分析包含两个开关的开关转换器。

仿真引擎(engine)将自动围绕选定工作点将所有源线性化,并提供快速截取的回应(无开关元件)。

利用此系列文章第2部份介绍的大信号模型,我们现在可以为两个相同的转换器插入PWM开关模型,得到如图2所示的简化电路图。请注意此降压-升压转换器对输入轨而非地电平参考,但它与图1所示的降压-升压转换器是相同的。

详细全文请见pdf文挡:有源钳位正激转换器之传递函数

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