摘 要：介绍了一种能在全负载范围内实现zvs的有源箝位反激电路 该电路不但能循环利用漏感的能量，减小开关管的电压应力，实现原边主管和辅管的zvs，同时还能限制副边整流管关断的di／dl．从而减少了整流管的开关损耗和由于二极管的反向恢复引起的开关噪声 对该电路的工作模态进行了详细的分析，同时给出了电路中土要元器件的设计依据。一个100w的实验样机验证了该电路的软开关特性。

    关键词：软开关(zv5)；有源箝位；反激变换器；直流／直流；电力电子

    0 引言

    传统的反激变换器，因其相对简单的电路结构以及能实现升降压功能而在dc／dc场合中得到了广泛使用．但是，由于反激变换器的变压器同时还兼作为电路中的电感使用，所以气隙较大，不可避免的漏感也较大。在电路原边开关管关断时，该漏感会和原边开关管上的结电容产生寄生振荡，从而在原边丌关管上产生电压尖剌，使之承受高的电压应力，同时，该振荡还是一个emd源，给电路带来emi方面的问题。传统的rcd箝位电路将存储在变压器漏感中的能量，全都消耗在箝位电阻上，在一定程度卜缓解了这个压力，但是，降低了电路的效率。如果采用一个有源箝位的电路来取代传统的rcd箝位电路的话，就能很好地解决这个问题。

    1 有源箝位电路

    典型的有源箝位电路如图1所示。

    有源箝位的反激变换器除了能将漏感上的能量反馈到输出，提高电路效率外，还具有以下几个优点：首先，电压箝位效果良好，能减少开关管上的电压应力；其次，电路原边的主管和辅管都可实现zvs，从而减少电路的开关损耗。这个特性对于高压输入的场合特别重要。由于开关管上的电压是谐振到零的，这样既限制了电压关断时的dv／dt，同时箝位电容和变压器原边谐振电感的谐振还限制了副边整流管关断时的di／dt；通过恰当地设计箝位电容的值，还可以实现副边整流二极管的zcs，从而减少或消除了整流管的开关损耗和由于二极管反向恢复引起的开关噪声，从而有效地减少了电路的emi。

    正是由于这些优点，有源箝位反激变换器受到厂业界的重视。该电路不但可以作为普通的dc／dc变换器使用，而且还可以用作一个性能优良的pfc电路。

    传统的反激变换器中存在着“电感电流连续(ccm)”和“电感电流断续(dcm)”两种不同的工作状态。这两种不同的工作状态在有源箝位反激变换器当小也分别体现不同的工作特点。ccm的有源箝位反激变换器和传统的反激变换器一样，在一个开关周期内，变压器原边的激磁电流始终大于零；而dcm的有源箝位反激变换器中变压器原边的激磁电流却会出现断续的状态，当激磁电

    流到零的时候，在箝位电容的作用下，变压器原边的激磁电流将反向流动，从而在一个开关周期内体现为一个正负交变的量。文献[4]详细地分析了ccm状态下的有源箝位反激变换器的工作过程以及设计中的注意事项。从中可知，ccm状态下的有源箝位反激变换器同传统的反激变换器一样，具有电流纹波小，电路导通损耗小，适合于功率大的输出场合等优点。但该工作状态需要一个外加谐振电感来实现原边开关管的zvs(如图1中的lr)，而且软开关的实现和负载有关．只能在一定的负载范围内实现。

    但是，保证电路在全范围内实现软开关有着重大的现实意义，因为，全范围软开关能保证整个电路的工作状态一致，特别是保证电路的eml的性能一致，从而减小了整个电路的emi滤波器。为此，本文对有源箝位反激变换器进行了优化设计，以保证整个电路从空载到满载范围内都能实现软开关。

    文章首先对电路的工作状态进行了详细的分析，而后给出了电路当中关键元器件的设汁依据，最后，用一个100w／100khz的样机验证了该电路的高效率和优良的全负载范围内的软开关特性。

    2 电路的工作原理

    图1是有源箝位反激变换器的基本原理图。图中lr为变压器的漏感，lm为变压器原边的激磁电感，cr为主管和辅管的等效结电容之和，cc为电路的有源箝位电容，vin为输入直流电压，vo为输出电压，vcc为箝位电容稳态工作时电压。

    图2是有源箝位反激变换器的等效工作状态图。图3表明了有源箝位反激变换器稳态工