一新型無損箝位電路在單端正激電源中的應用

　　7)在T5時刻，初級磁化電流減為零，箝位電容C2通過初級繞組N1、箝位繞組N3向電源VI放電，回送電容儲能，VS跌至VI。

　　8)下一時刻重復以上過程。

3 關鍵電路參數設計
　　（1）箝位電容計算

　　從上文分析可知，箝位電容C2的取值決定了功率管漏源間電壓VS超出VI值的多少，超出的電壓dVS近似計算方法見式 (1)：
　　　　　　　　　　
　 dVS =0.5(Io/Nps)(T2-T3)/C　　　(1)
　　　　　　　　　　
　　式中 Nps是初次級匝比，Io是負載電流。

　　因VS的上升時間與T2-T3間隔相比甚小，可忽略不計，故
　　　　　　　　　　
　　　dT= T2-T3=LS（Io/ Nps）/VI　　　(2)
　　
　　式中是LS相對于初級繞組的初次級間漏感　

　　聯解（1）、（2）式可得：

　　dVS =0.5（Io/Nps）（LS Io/Nps）/（VI×C）
　　 =0.5LS（Io/Nps）2/（VI×C）　　　 (3)

　　（2）箝位二極管設計選擇

　　二極管D3的峰值電流定額必須大于Io/Nps，同時其平均電流定額IAV至少必須等于：

　　　IAV=0.5（Io/Nps）（dT/T）　　　　(4)

式中T是開關周期

　　二極管的電壓定額必須超過2VI

　　（3）箝位繞組匝數計算

　　繞組匝數N3越多，電源允許的最大占空比越小，功率開關管S上的電壓應力越低，但占空比小，開關變壓器的利用率低。綜合考慮最大占空比和開關管的電壓應力，一般選擇箝位繞組匝數和初級繞組匝數相同，即

　　　　　　　N3=N1　　　　　(5)
4 應用實例

　　設計了一應用于輸入為220Vac（187Vac～242Vac）、輸出為20V/8A的正激變換高頻開關電源，工作頻率是200kHz，最大占空比為0.45，采用新型無損箝位電路，銅線的趨膚深度為Δ=0.148mm。按照上述設計方法，設計的電源變壓器有關參數如下：

　　磁芯規格ETD34，磁芯材料為3F3， Philips；

　　初級繞組28匝；復位繞組28匝；次級繞組9匝。

　　設計出的變壓器的初級勵磁電感值實測為Lm=748.40μH，次級電感值實測為Ls=64.7μH，初級漏感電感值實測約為63μH,箝位電容C=4700Pf，箝位二極管選用MUR4100。

　　利用示波器測試其在輸入220VAC、輸出20V/8A條件下，功率開關管漏源極電壓波形如下圖4所示，測試結果表明過壓尖峰得到了有效抑制，實現了無源無損箝位的目的。

5 結 語

　　本文介紹了一種無損箝位電路在單端正激電源中的應用，著重分析了工作原理，并給出關鍵電路參數的設計。用一種峰值電流模式控制芯片UC1825設計的某型電源，已配套應用于軍用、民用產品，取得了良好的性能。實驗結果表明非常有效地抑制了過壓尖峰，實現了無源無損箝位。這種新型電路，拓撲簡單可靠，可移植于如單端正激、單端反激、SEPIC、CUK以及ZETA等拓撲電路中，應用前景廣闊。