这种等效双管电路的特性分析如下:
图6 电路演变
上图6从(a)到(b)为等效变换,图(b)去掉电容且将二极管下移变为常规电路(c)。
如果初级侧两绕组耦合理想则电容不起作用可以不加,电路等效于带去磁绕组的正激变换器(图(c)),如果初级绕组耦合的不理想那么增加一颗电容就能实现无损吸收效果,所以这种电路是兼容了常规正激和无损吸收两种特性的一种电路。
接下来开始发掘这种电路的特点:
- 可以不采用双向并绕工艺,初级两绕组的耦合程度决定了所需电容(可视为钳位电容)的大小。
以正激电路为例假设初级绕组耦合不理想,不同钳位电容下的仿真结果如下:
图7 等效双管正激在不同钳位电容下的波形
上图中实线为大钳位电容波形、虚线为小钳位电容波形。如果初级两绕组耦合的不理想既漏感大就需要更大的钳位电容,这点同RCD钳位相似又因是无损吸收所以效率会高一些。
- 等效双管正激的初级两个绕组都具备驱动能力提高了变压器利用率。
下面对比双管正激、单管正激及等效双管正激电路特点:
图8 三种正激电路
(a)双管正激多用了一个开关和一个二极管,驱动相对复杂些。
(b)单管正激初级两绕组需要较好的耦合度,最大的缺点是多出的复位绕组降低了变压器的利用率。
(c)等效双管正激初级的两个绕组都可以利用上,两绕组的电流可以通过漏感进行调整提高了变压器的利用率。
图9 单、双管正激与等效双管正激初级电流对比
图9中虚线是单管及双管正激初级电流(几乎重合),两条实线(ik1u、ik1d)分别是等效双管正激中上绕组和下绕组中的电流,其中(a)图是等漏感(b)图上漏感略大于下漏感。
- 适当的漏感有益于降低输出二极管反向恢复引发的电流倒灌问题,下面以反激为例。
图10 不同漏感对反向恢复问题的影响
上图中漏感较小的情况下MOS管开通时刻有一尖峰电流这是由输出二极管反向恢复引起的,相同条件下略增大初级漏感这个尖峰电流就能得到有效抑制。
- 利用正反激拓扑可降低变压器体积。
图11正反激电路与正激电路对比
正激电路为了避免产生过高的无功功率励磁电感一般都设计的比较大导致变压器体积也较大。采用正反激拓扑可以将励磁能量导入到输出端解决了无功问题进而可以减小励磁电感降低变压器体积。图中电流波形分别为励磁电流iLm1、无功电流idio1及输出电流iLo1。
严格来讲第三、第四点并不是这种等效双管电路所独有的特性。