有源钳位正激模式分析
有源钳位正激电路的分析设计
有源箝位正激变换器电路分析设计1.引言有隔离变换器的DC/DC变换器按照铁芯磁化方式，可分为双端变换器和单端变换器。
和双端变换器比较，单端变换器线路简单、无功率管共导通问题、也不存在高频变换器单向偏磁和瞬间饱和问题，但由于高频变换器工作在磁滞回线一侧，利用率低。
因此，它只适用于中小功率输出场合。
单端正激变换器是一个隔离开关变换器，隔离型变换器的一个根本特点是有一个用于隔离的高频变压器，所以可以用于高电压的场合。
由于引入了高频变压器极大的增加了变换器的种类，丰富了变换器的功能，也有效的扩大了变换器的使用范围。
单端正激变换器拓扑以其结构简单、工作可靠、成本低廉而被广泛应用于独立的离线式中小功率电源设计中。
在计算机、通讯、工业控制、仪器仪表、医疗设备等领域，这类电源具有广阔的市场需求。
当今，节能和环保已成为全球对耗能设备的基本要求。
所以，供电单元的效率和电磁兼容性自然成为开关电源的两项重要指标。
而传统的单端正激拓扑，由于其磁特性工作在第一象限，并且是硬开关工作模式，决定了该电路存在一些固有的缺陷：变压器体积大，损耗大；开关器件电压应力高，开关损耗大；dv/dt和di/dt大等。
为了克服这些缺陷，提出了有源钳位正激变换器拓扑，从根本上变了单端正激变换器的运行特性，并且能够实现零电压软开关工作模式，从而大量地减少了开关器件和变压器的功耗，降低了dv/dt和di/dt，改善了电磁兼容性。
因此，有源钳位正激变换器拓扑迅速获得了广泛的应用。
本文主要介绍Flyback 型有源箝位正激变换器的稳态工作原理与电路设计。
2. 有源箝位正激变换器电路的介绍有源箝位正激变换器由有源箝位支路和功率输出电路组成。
有源箝位支路由箝位开关和箝位电容串联组成，并联在主开关或变压器原边绕组两端。
利用箝位电容及开关管的输出电容与变压器绕组的激磁电感谐振创造主开关和箝位开关的Z VS工作条件，并在主开关关断期间，利用箝位电容的电压限制主开关两端的电压基本保持不变，从而避免了主开关过大的电压应力；另一方面，在正激变换器中采用有源箝位技术还可实现变压器铁芯的自动磁复位，并可以使激磁电流沿正负两个方向流动，使其工作在双向对称磁化状态，提高了铁芯的利用率。
有源钳位正激最大占空比
有源钳位正激最大占空比有源钳位正激最大占空比，这个词听起来挺专业的，对吧？但是别担心，我们今天就来轻松聊聊这事儿。
想象一下，你在厨房里煮饭，水开了，你得把火调小点，才能让汤煮得恰到好处。
钳位和占空比就有点像这种火候掌控。
在电源设计里，正激变换器常常被用来提高效率。
可你知道吗？如果占空比过大，电路就像锅里水开得太猛，容易溢出，搞得一团糟。
所以，掌握最大占空比就显得格外重要。
要说有源钳位，这个概念听上去有点高大上，其实就是通过某种方法来控制电压，保护电路不被过高的电压“淹死”。
就像你在夏天喝饮料，太冰了容易伤胃，适度才行。
钳位就是那种“适度”的角色，保证电压不至于失控。
想象一下，变压器就像是一个超级能干的厨师，负责把原材料变成美味的菜肴。
而钳位就是帮厨师掌握火候的小助手，确保一切顺利进行。
最大占空比就像是在电路中的“秤”，要让一切保持平衡。
说到这里，可能有人会问，究竟什么是“占空比”呢？简单来说，它就是开关在一段时间内处于“开”的时间比例。
如果你把它想象成在游乐园排队，开关“开”就是游乐设施运行的时间，“关”就是它停止的时间。
占空比高，就意味着你有更多的时间在享受刺激；占空比低，就像排队的时候，玩得时间少得可怜。
现在，我们再来深入看看这个最大占空比，通常来说，对于正激变换器，最大占空比可以影响到效率和输出电压。
如果占空比太高，电流会增加，导致发热，长此以往，电路就会像个累了的老头，慢慢“垮掉”。
所以，设计者得精打细算，把这个占空比控制在一个“黄金”范围内，确保电源稳定又高效。
在实际应用中，设计者们就像是在搭建一座摩天大楼，得考虑各种因素，比如材料的强度、风的阻力、基础的稳固等。
正激变换器的设计也是如此，需要把有源钳位和最大占空比结合起来，形成一个完美的电源方案。
太高的占空比就像是把摩天大楼建得太高，可能会引来安全隐患；而占空比太低，则可能会让你的电源“无精打采”，输出不足，达不到想要的效果。
电源的稳定性至关重要，就像你工作时需要一杯好咖啡提神醒脑。
有源钳位正激钳位电容工作原理
有源钳位正激钳位电容工作原理
有源钳位正激钳位电容是一种特殊的电容工作原理，它通过不断变化电路的工作状态来实现电容的正激。
下面是具体的工作原理：
1. 初始状态：在没有外部信号时，有源钳位正激钳位电容内部的电路处于关闭状态，电容两端电压为0。
2. 正激开始：当外部信号输入时，根据信号的变化，电容两端会产生相应的电压变化。
这个过程中，有源钳位正激钳位电容内部的电路会根据电压变化自动切换工作状态，以实现电容的正激。
3. 工作状态切换：根据输入信号的正负变化，有源钳位正激钳位电容会通过内部的开关电路，选择性地切换工作状态。
具体来说，当输入信号为正时，有源钳位正激钳位电容会选择性地将电容与电源相连，使其被正激。
反之，当输入信号为负时，有源钳位正激钳位电容会选择性地将电容与地相连，使其被反激。
4. 反激和正激：在工作状态切换的过程中，根据输入信号的变化，有源钳位正激钳位电容会不断地进行反激和正激。
这样，电容两端的电压就能随着输入信号的变化而正常响应。
总结起来，有源钳位正激钳位电容通过内部的开关电路，根据输入信号的变化，选择性地切换工作状态，从而实现电容的正
激。
这种工作原理使得有源钳位正激钳位电容能够有效地响应输入信号的变化，并将其转化为电压输出。
有源钳位正激变换器的分析与设计
有源钳位正激变换器的分析与设计电气持动1999年第1期有源钳位正激变换器的分析与设计南京航空航天大学陈道炼严仰光,,——一——————一T}2Ll,摘要:丰文论述了有源钳位正融变换器的原理与设计利用有源钳位电路宴现功率变压器对称磁复位.部分磁化能量用来对功率开关寄生电蒋放电到零,宴现零电压开关.有谅钳位技术增强了正激变换器性能实验证宴了理论分析的正确性关键词:毛器量皇茎苎登堂堡瓣AnalysisandDesignofanActiveClampedForwardConverter ChenDaolianYahYangguangAbstract:Theanalysisanddesign.fanactireclampedforwardcoHverterIspresentedinthispa perByulganactiveclampedcircuit1thepowertrans,"ormerisymmetricallymagneticreseted.andapar tofmagnetizingen—ergyisusedtodischarge:heparasiticcapachan.eofthepowerwitchtozeiardertOobtainzer.vo ltageswitchAclireclampedtechra[quec-nbancestorwardC0nverteperformanceandthetheorica lanalysisisverifiedbythee~perJmentalresultKeywords~rwardCo.vett~r…voltageswitchactiveclamped1概述由于正激DC/DC变换器具有电路拓扑简单,输入输出电气隔离.电压升,降范围宽,易于多路输出等优点,因此被广泛应用于中小功率电源变换场合然而,正激变换器的一个固有缺点是需要附加电路实现变压器磁复位采用磁复位绕组正激变换器--的优点是技术成熟可靠.磁化能量无损地回馈到直流电网中去.但附加的磁复位绕组使变压器结构复杂化.变压器漏感引起的关断电压尖峰需要RC缓冲电路来抑制,占空比d<0.5,功率开关承受的电压应力与输入电源电压成正比.RCD钳拉正激变换器的优点是磁复位电路简单,占空比d可以大于0.5,功率开关承受电压应力较低.但大部分磁化能量消耗在钳位电阻中,因此它一般适用于变换效率不高且价廉的电源变换场台.无损LCD缓冲网络正激变换器¨j的优点是磁化能量无损地回馈到电网中,占空比d>0.5当开关频率太于30kHz时,过大的LC谐振电流增加了功率开关的导通损耗,因而通常应用+本文为航空基础科学基金,较自进课题资助项目研究内容30在开关频率为20kHz的场合采用有源钳位支路实现正激变换器变压器磁复位,比上述3种传统的方法优越,主辅开关均可实现零电压通断,这是零电压转换ZVT—PWM技术在正激变换器中的具体应用.本文将详细论述这种变换器的工作原理和设计要点2工作原理在传统正激变换器电路拓扑基础上,增加由钳位开关Sc与钳位电容Cc串联构成的有源钳位支路,便得到了有源钳位正激变换器,如图l所示.钳位开关Sc与主功率开关S的驱动信号互补.由变压器原边绕组伏秒积平衡原理可知,图1a电路钳位电压为式中d——占空比式(1)与Flyback变换器相似,称之为单端反激式Flybaek钳位(简称Flyback钳位).圈lb电路钳位电压为电气传动1999年第1期1bJ囤1有潍钳位正敲变换器(&)F[yback钳位<b)Boost钳位1U=U.(2)』I^式(2)与Boost变换器相似,称之为升压式Boost 钳位(简称Boost钳位).这两种钳位电路工作原理基本相同,只是回馈到输人电源中的电流谐波不同.本文以Flyback钳位电路为研究对象,其研究结论同样适用于Boost钳位电路.假设输出滤波电感L和钳位电容C足够大.因此可将其分别作为电流源和电压源处理,简化电路及其原理波形如图2所示(L为变压器磁化电感).每个PWM周期可分为7个区间,每个区间等效电路如图3a～g所示7个区间的电路变化过程叙述如下.to～l:t.时刻,S开通,Dl导通,D2截止,如图3a所示.t.～t:t时刻,S关断,负载折算到原边的电流』./Ⅳ对Cs充电,如图3b所示.t2～:t￡时刻.U上升到『,,Dl关断,D2开通,L上能量对Cs充电即二者谐振,使Ud上升, 如图3c所示.t～:t时刻,U上升到钳位电压U与fJT.之和,Dc开通,设开关频率,s>>1/(2n _——,/LC,),即钳位电压U基本不变,如图3d所示. t～￡::t时刻,磁化电流i为零,随后i变负,钳位开关Sc导通,Sc实现了零电压ZVS开通,如图3e所示.t=～t6:ts时刻,Sc关断…I.与C开始谐振,C以负值磁化电流放电,能量回馈到电网及转移到工中.如图3f所示.t6～(c):tB时刻,U下降到.D开通.D.与D共同导通期间为i在副边续流提供了路径,t时刻S再次开通,开始另一PWM周期,如图3g所示.欲获得功率开关S的ZVS开通,可用两种方法实现一种方法是变压器铁心加气晾,降低L增大磁化电流,当Sc在t时刻关断的磁化电流大于负载折算电流/N,则这两个电流的差值将使得C在t时刻之后继续放电.或者说磁化电流除了支持输出电流之外.剩余电流将用来使C放电,即将C上电荷抽尽.这种方法消除了功率开关S的容性开通损耗,但却增加了变压器铁损.另一种方法是在副边整流二极管D.中串联一饱和电抗器,延缓D.的开通时刻,即饱和电抗器暂时将变压器和负载断开.整个磁化电流将全部用来对C放电,但高频时饱和电抗器损耗较大fh)圉2简化电路丑其原理波形(a)简化电路(b)原理渡形3lⅢ电气持动1999年第1期图3每十等效电路f),～ifb"f～fJ～(d)～f)～ffJ,～6(g)～3关键参数设计3.1功率变压器设计接通电源,经历若干PWM周期后.钳位电容自动充电到某一稳态值U=u,它可保证铁心双向对称磁化任何铁心双向不对称磁化因素都会导致￡值适度的变化,从而迫使铁心双向对称磁化.设图2b中磁化电流渡形双向不对称, 即,的正向最大值太于负向最大值,则C的充电能量大于放电能量,因而十一/L十一i下降速率十一迫使.(即磁通)双向对称.有源钳位正激变换器的这一特点具有显着优点,克服了传统正激变换器变压器铁心利用率低的缺点, 进一步增强了正激变换器性能和工程应用价值, 较全桥,推挽变换器(存在单向偏磁现象)要优越得多.它同半桥变换器相似,具有抗磁不平衡能力,其根本原因是钳位电压或者说功率开关漏极电位具有浮动特陛.变压器原边绕组匝数为,'N一素等×10'(3)式中B一一铁心工作磁密S——铁心截面积t——功率开关导通时间由式(3)可知,绕组匝数是传统的复位绕组RCD正激变换器的一半,降低了铜损32占空比d设计功率开关S的电压应力为Ud,--U一一㈥32式中Ⅳ——变压器匝比变换器输出电压在相同的Ⅳ,U.下,当输^电源电压F增大时,占空比d减小,功率开关S电压应力变化不大.如图4所示.一般选取一一o75.该特点(可夫于0.5,但变化不大)使得它很适用于宽输入电源电压场合.例如,航空静止变流器输八电压U.一18～32V,选取有源钳位正激变换器作为DC/DC变换级最台适图4功翠开关电压应与占空比美系3.3钳位电容C设计钳位电容C值由钳位电压纹波3U:决定c越大.越小,功率开关S电压应力越小.但对电源电压或负载变化时的变换器状态响应速度也变慢设△:<<U,则在(1一d)丁区问内变压器磁化电流(钳位电容电流)近似按恒定斜率u./三下降,如图2b所示.由图2b可知,钳位电容电压纹波为1一Idt—I(1d)7';儿4C1()cJ式(5)中,J为t--t时磁化电流值.稳态时i即i的下降斜率为/L一J/寺(1一d)丁](6)由式(5),(6)可知,,/U为电气传动1999年第l期((=(1一d):T:/(8L(,1(7)由式c4)町知.功率开关电压应力纹渡己d,一.3U,因此虬一等=㈤按照d—d…最坏情况设计,取儿≤l0%或≤10%.3,4功率,钳位开关驱动延迟时间设计图2b原理波形示出r功率开关S与钳位开关S驱动信号延迟时间f:,合理没计r.与r:是实现有_碌钳位正激变换器的关键问题之一延迟时间过大.影响有效占空比延迟时间过小,满足不了要求S关断与S开通的时问间隔为r!≥一=2r,√L…C4(9)式(9)为l,C谐振电路的14谐振周期S关断与S开通的时间问隔为f一.<r<--t若忽略2一l,则3一l≈一t2='一.因此可得2ⅡLH<r<(i—d)71/!(10)式(9),式(10)按最坏情况(U.d—d…一U一)来调节RC延迟电路参数4实验航空静止变流器采用DC仁K二变换器和DC AC逆变器两级级联的电路拓扑结构DC/DC变换器将输入电压U.=18～32V,升高到稳定的l90VDC,仁K二AC逆变器再将190VDC逆变成115V400HzACDC/DC变换器,DC/AC逆变器各自构成闭环控制系统.考虑到输入电网电压变动范围大,且飞机交流用电负载与直流电网共地. 因而选用具有电气隔离且眭能优良的有源钳位正激变换器作为DC/DC变换级按上述理论设计的有源钳位正激变换器参数如下功率P.一100w,输A电源电压U.一18～32V.输出电压U一190V.开关频率一100 kHz.最大占宅比d一0.75.钳位电容c=60nF,延迟时间rl取600ns,r2取470ns原理实验测得不同输出功率时变换效率如图5所示l习j有源钳位正馓耍挽器教军曲线5结论本文论述了,有源钳位正激变换器的原理与设计,得出了如下结论(1)有_碌钳位正激变换器变压器铁心工作在双向对称磁化状态,提高了铁心利用率,减小了体积与重量.占空比>0,5.进一步增强lr其性能和工程实用价值,适用于宽输A电源电压场合. (2)有源钳位正激变换器实质E是零电压转换PWM变换器,兼有谐振技术与传统PwM技术两者之优点(3)提供r钳位电容C,驱动信号延迟时间r,r:等关键电路参数与其它参数间的定量关系(4)实验证实了有源钳位正激变换器具有优良的性能.参考文献11遭密电电于技术.航空工业出社1992:213～2142陈道炼RCD钳位正激变拽器的分析研究南京航空航元大学,1997(2):231～2353洗冬珍等.LCD无垌吸收网络的应用研究电力电子技术. 1995t4)35～:184LeuCSetⅡ,.ComparisonofForwardFopologieswirhV ari …ResetSchemes,VPECSeminarproceedings1991101～1n§藕百1丽丽i(上接第21页)KrausePC.Analy~isofElectricMachlnery.NewY ork:Mc G…Hi】l,1986jKane]lakopou[osI.KokorovicPVMarinoRAnExtended DlteetSchemefoiRobustAdaptlveNonlinearComro[.Auto一tca.1991.27(2)247～2j55MarinoRAnExample.fANonlinearRegula1.r1EEE T…sAutom,Contr,l984,29(3):276～2797MarinaR—PeresadaS.Va]igiPAdaptiveInput-outputLin- earizingControl.fInductionblotorsIEEETrans.AutomContr19§3,38(2):208～2218IsidoriANon]inearControlSystemsBetlinspringerV etlag19蚺9蔡自兴等译.应用非线性控制北京:国防工业出社, 199276～77面蓓百丽F而33。
有源箝位正激式电路的特点及其参数设计
Science &Technology Vision科技视界0引言在烟草工业电气设备中,各种电路板和模块上的大量集成电路,需要直流5V 电源供电,通常我们用高于5V 的直流电再通过DC-DC 三端稳压模块变换(一般压差为2V)得到稳定的5V 电源。
实验室用的电源电流一般只有5A,10A,且体积偏大,不适合安装。
有源钳位正激式拓扑电路适合中小功率开关电源的设计,而且结构简单,性能好,适合在烟草工业电气设备中使用。
1有源箝位正激式电路的特点图1有源箝位正激式模型电路有源钳位正激变换器拓扑与传统的单端正激变换器拓扑基本相同,只是增加了辅助开关Qc(带反并二极管)和储能电容Cc,且略去了传统正激变换器的磁恢复电路。
开关Q1和Qc 工作在互补状态。
为了防止开关Q1和Qc 共态导通,两开关的驱动信号间留有一定的死区时间。
采用有源箝位的正激变换器的特点是:变压器是双向对称磁化的,工作在B-H 回线的第一和第三象限,变压器得到了充分利用,因此占空比可以大于0.5,而且开关管的电压应力低,适合与输入电压范围比较宽的应用场合,箝位开关管是零电压开关的,励磁能量和漏感能量全部回馈到电网。
2参数设计2.1功率变压器的设计1)工作频率的设定开关频率的提高有助于开关电源的体积减小,重量减轻。
开关频率提高又增加了开关损耗和磁芯损耗。
本方案通初步确定工作频率和最大占空比如下:工作频率f=170kHz 最大占空比=75%2)根据设计输出功率选择磁芯P O =7.5×20=150(W)考虑有20%裕量和效率,取η=80%,则150×1.2×1.25=225瓦,选择一个传递功率可达300瓦的磁芯,通过Ferroxcube 公司的磁芯手册,选材料代号为3F3的锰锌铁氧体磁芯,材料的损耗曲线如图2所示。
比损耗为100Mw/cm 3对应磁通密度摆幅为0.09T。
这里是第一次选择磁通密度摆幅。
图2比损耗与频率和峰值磁感应关系T=100℃应用面积粗略估计公式:AP=A e A w =P OK ΔBf T()4/3cm4其中:P O ———输出功率(W);ΔB ———磁通密度变化量(T);f T ———变压器工作频率(Hz);K ———0.014(正激变换器)得到AP=2720.014×0.08×170×103()4/3=1.2cm4假定选择磁芯EE32/6/20,查阅手册得到A w =130mm 2A e =130mm 2V e =5380mm 3l e =41.4mm 。
有源钳位正激
有源钳位正激的复位：高侧与低侧简介关于有源钳位技术的所有论文均显示钳位电路应用于直接跨过变压器初级侧的高端，或直接跨过主MOSFET开关的漏极至源极的低端。
更有趣的是，作者似乎在哪方面最好，哪一方面最好，而为什么却很少或根本没有解释的问题上各占一半。
将有源钳位变压器复位技术应用于高端与将其应用于高端之间存在细微但值得注意的区别。
每种应用都会产生不同的传递函数，进而导致在复位期间向钳位电路施加不同的电压。
钳位电容器的值和电压额定值以及每种情况下栅极驱动电路之间的不同考虑因素都将受到直接影响。
Low-Side Clamp（低端钳位）图1显示了应用于基本单端正激转换器的低端钳位电路，该转换器具有标准的全波整流输出和LC滤波器只要主MOSFET Q1导通，就会在变压器的励磁电感上施加全部输入电压，这称为功率传输模式。
相反，每当辅助（AUX）MOSFET Q2导通时，钳位电压和输入电压之间的差就会施加到变压器的励磁电感上，这称为变压器复位周期。
低端钳位的一个特定事实是，由于体二极管的方向，辅助MOSFET Q2必须是P沟道器件。
还值得注意的是，Q2仅载有变压器励磁电流，与反射的负载电流相比，平均值很小。
因此，选择低栅极电荷MOSFET应该是主要考虑因素，而低RDS（on）只是次要考虑因素。
在Q1关闭和Q2打开之间还引入了一个附加的死区时间。
在死区时间期间，初级电流保持连续流过P沟道AUX MOSFET Q2或主MOSFET Q1的体二极管。
这通常被称为谐振周期，其中为零电压开关（ZVS）设置条件。
这是有源钳位拓扑结构的重要且独特的特性，但是对于此比较而言，它几乎没有什么意义，除了简要提到有源钳位应用于低端还是高端始终存在。
忽略漏感的影响，可以通过在变压器励磁电感两端应用伏秒平衡原理来推导低端钳位的传递函数（1）给出钳位电压VC(LS)的简化式(1)（2）有趣的是，对于非隔离式升压转换器，（2）中给出的传递函数也是相同的传递函数，这就是为什么低侧钳位通常被称为升压型钳位的原因。
有源钳位正激电路工作原理
有源钳位正激电路工作原理
有源钳位正激电路是由两个二极管组成的，二极管的反向恢复时间与二极管的反向恢复时间相等，因此在反向恢复时间内，二极管承受反向电压，使二极管两端的电压很低。
当开关管处于开通状态时，电流从零开始上升，二极管承受很高的正向压降，它在开通阶段将会有很高的反向恢复电流。
如果二极管的导通时间较长时，就会出现反向饱和，而使电流在短时间内上升到很高的数值。
因此有源钳位正激电路中通常使用一个箝位二极管。
在这种电路中，由于两个二极管所承受的反向电压都是很高的，因此它们承受的峰值电压也是很高的。
在一个周期内，如果第一个二极管上流过很大的正向电流，而第二个二极管上流过较小的正向电流，则它们将会有一个峰值电压。
当它们同时达到这个峰值电压时，这两个二极管就会被击穿。
有源钳位正激电路中最常见的钳位二极管是CJ1 (或CJ2)和CJ3 (或CJ4)。
—— 1 —1 —。
有源钳位正激变换器设计释心分享
第四部分
使用PSpice对主电路进行开环仿真研究
输出稳定时滤波电感电流的波形
14.57A 12.50A
10.00A
7.50A
2.4954ms 2.5000ms I(L1)
2.5100ms
2.5200ms
2.5300ms Time
2.5400ms
2.5500ms 2.556
输出电压和电流波形
主开关管和辅助开关管的驱动信号波形
开关模态3（T2-T3）：DF续流阶段
Lo
Cc Vin
Lr
D2 Q2
Np Ns Lm
1:N
Q1 D1 Coss
QF DF Cossf
Co Vo
QR
DR
Cossr
T2时刻后，Coss电压升高于Vin Io由DR换流至DF,通过DF续流 Lm、Lr和Coss谐振 T3时刻，Coss充至Vin+Vc
开关模态4（T3-T4）：Q2的零电压开通阶段
D2
D3
CR
S
当开关S闭合时，电源电压加在高频变压器原边绕组 N1上，建立起励磁磁通。只要磁心不饱和，副绕组 N2上就会感应电势
正激变换器磁复位的方法
• 多谐振复位技术 • RCD钳位技术 • 有源钳位技术 • ……
优缺点对比
优点
缺点
主开关管漏-源极电压应力达
多 谐 振 复 输入电流波形较为平滑，EMI 到 输 入 电 压 的 3—4 倍 ，
0.0380 Transfer function:
0.001216 s + 16 ----------------------------2.4e-008 s^2 + 2.4e-005 s + 1 >> num=[3.18e-4 1]; den=[2.64e-4 0]; Gc=tf(num,den); figure(2) bode(Gc); G=series(Gc,G0); figure(3) margin(G)
有源钳位正激式转换器
有源钳位正激式转换器
图1给出了有源钳位正激式转换器的两种主电路。
其中，Lm和LLK，分别表示变压器的等效励磁电感和漏感，电容C1和C2分别表示开关管V1和V2的结电容，D1和D2为开关管V1和V2的反并联二极管。
钳位开关管V2（小功率MOSFET）和钳位电容C串联，组成有源钳位电路，此电路有两种接法：一种是与转换器的主开关管V1并联，如图1（a）所示；另一种是并联在变压器的初级绕组两端，如图1（b）所示。
图1 有源钳位正激式转换器的两种主电
在正激式转换器中，利用有源钳位技术可以实现变压器铁心的自动磁复位，无须另加复位措施；并可以使励磁电流正、负方向流通，使铁心在磁化曲线第一象限及第三象限运行，提高了铁心的利用率。
在主开关关断期间，钳位电路将主开关管两端的电压钳位在一定数值的水平上，并基本保持不变，从而避免了主开关管上出现过大的电压应力。
分析表明，正激式转换器主开关管两端的电压为输人电压Ui，与钳位电容C上电压UC之和。
图1（a）、（b）中，钳位电容C上的电压UC是不同的，根据计算可以分别得到
对图1（a）所示的电路
对图1（b）所示的电路
式（3-252）可以推导如下：对于图1（b）所示的电路，在一个周期Ts 内，主开关管V1，导通的时间为DUTs，变压器初级绕组承受的电压为Ui，而V1的关断时间为（1—Du）Ts，变压器初级绕组承受的电压为UC。
由伏秒平。
有源钳位正激电路的分析设计
有源钳位正激电路的分析设计一、有源钳位正激电路的基本原理有源钳位正激电路主要由放大器、反馈电阻和两个二极管组成。
其基本原理是通过两个二极管将输入信号限制在一个稳定的范围内，从而防止过大的信号损坏放大器。
这种电路设计的关键在于确定适当的电阻值和二极管的工作点。
二、电路参数的计算1.反馈电阻：反馈电阻的选择主要考虑稳定性和放大倍数。
一般而言，反馈电阻越大，稳定性越好，但放大倍数也会相应下降。
可以通过实际的电路要求和实验数据来确定反馈电阻的大小。
2.二极管的工作点：二极管的工作点是指二极管的电压和电流处于稳定的状态。
通过适当选择电阻和电源电压，可以使得二极管的工作点处于合适的范围内，保证电路正常工作。
3.放大器的参数：放大器的参数可以根据实际需求进行选择，包括放大倍数、频率响应等。
这些参数的选择需要根据具体应用场景进行设计。
三、电路设计步骤1.确定电路要求：明确电路的输入和输出要求，包括输入信号幅度、频率等。
2.选择放大器：根据电路要求选择合适的放大器，考虑放大倍数、频率响应等参数。
3.确定反馈电阻：根据实验数据和实际要求确定合适的反馈电阻值，注意稳定性和放大倍数之间的平衡。
4.计算二极管的工作点：根据二极管的参数和电路要求计算合适的电阻和电源电压，使得二极管工作点处于合适的范围内。
5.组装和调试电路：根据设计结果进行电路组装，并进行实际测试和调试。
根据测试结果进行必要的调整和优化。
四、电路设计实例例如，设计一个有源钳位正激电路，要求输入信号幅度为±5V，放大倍数为10倍，频率响应为10Hz~10kHz。
1.根据放大倍数的要求，选择放大器的参数。
可以选择带宽为100kHz的运放作为放大器。
2.根据反馈电阻的要求，假设我们选择反馈电阻为1kΩ，根据反馈电阻的公式计算得到反馈电流为10mA。
3.选择合适的二极管，例如硅二极管，根据二极管的伏安特性曲线和电路要求计算合适的电阻和电源电压。
假设选择电阻为10kΩ，电源电压为15V。
正激有源钳位变换技术
1 *VIN 1 − D
（eq.2）
值得注意的是方程式 2 跟非隔离 BOOST 变换器传递函数一样，这就是低边钳位通常被称 为升压（BOOST）型钳位。
版本：V1.2（枪版） 2010-05-04
文档资料来自 TI,ON 文档
等级：内部密 翻译：周月东
方程式 2 的结果给出了钳位电压和输入电压的传递函数关系。 但是， 注意图 1 中 MOS Q2 导通时，钳位电压加在主 MOS 的 D,S 之间而非变压器励磁电感两端，因此公式 2 可以扩展 写成主 MOS 的 D ，S 电压应力。 VDS(LS)=VC(LS)=
VIN VIN − N *VO
2
（eq.7） （eq.8）
VO *VIN * N VIN − N *VO
对于固定输出， 固定匝比的钳位电压， 变压器复位电压波形和输入电压的关系可以用图形表 示。用输出电压为 4V（3.3V 加上压降） ，图 2 绘制出不同变压器匝比的公式 7 的结果：
版本：V1.2（枪版） 2010-05-04
2
VIN *VO * N VIN − N *VO
（eq.15）
VDS(HS) =
VIN VIN − N *VO
（eq.16）
公式 15 的结果可以用图形表示固定输出， 固定匝比的钳位电压， 变压器复位电压波形和输 入电压的关系可以用图形表示。用输出电压为 4V（3.3V 加上压降） ，图 6 绘制出不同变压 器匝比的公式 15 的结果：
1 D *VIN − *VIN =VIN 1 − D 1 − D
（eq.18）
公式 18 的结果是低压钳位电压像比高压钳位电压要高压输入电压，图 8 所示三者的关 系：
非理想条件下有源箝位正激电路小信号模型分析
无论 K 取何值 , 开环 n 个极点之和总是等于闭环特征 方程 n 个根之和 i & s i = i& p i , 在开环极点确定的情况 =1 =1 下, 这是一 个不变的常 数。所以 当开环增 益 K 增大
华晓辉 等 : 非理想条件下有源箝位 正激电路小信号模型分析 #
T eleco m Po wer T echnolog ies M ar. 25, 2008 , V ol. 25 N o. 2
=0 式中 , s i 为闭环特征根。
( 15) 当 n- m ∋2 时, 特征方程第二项系数与 K 无关,
华晓辉 1 , 林维明 2 , 黄俊 来2 ( 1 . 中国移动福建公司网管中心 , 福建 福州 350007 , 2 . 福州大学电气工程与自动化学院 , 福建 福州 350002 ) 摘要 : 有源箝位正激变换器相对于 其它复位方式 , 有很多优点 , 然而当输入 源和负载发 生变化时 , 却造成 系统的不 稳 定性 。 文中分析了有源箝位正激变换器中复位电容对其小信号 特性的 影响 , 在考虑 原边主 管导通 电阻的 基础上 , 应用 状 态空间平均法 , 首次推导其小信号模型 , 并运用 M athcad 仿真了该模型 的频率 特性 , 结合控 制理论 根之和 的概念 , 分析 了 非理想条件下的有源箝位正激电路的小信号模型 。 关键词 : 有源箝位正激变换器 ; 复位电容 ; 小 信号模型 中图分类号 : T N86, T N 712 文献标识码 : A
di L Uin - U a Uin r ds( on) i M rds ( on) i L Lf = - Uo = - Uo2 dt N N N N Co dv o Uo = iL dt Ro
根据文献 [ 5] 在矩阵方程 ( 9) 中 :
正激有源钳位分析
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有源钳位正激变换器的理论分析和设计方法2009年07月14日 17:48 深圳华德电子有限公司作者：刘耀平用户评论(0)关键字：有源钳位正激变换器的理论分析和设计方法摘要：零电压软开关有源钳位正激变换器拓扑非常适合中小功率开关电源的设计。
增加变压器励磁电流或应用磁饱和电感均能实现零电压软开关工作模式。
基于对零电压软开关有源钳位正激变换器拓扑的理论分析,提出了一套实用的优化设计方法。
实验结果验证了理论分析和设计方法。
关键词:有源钳位；正激变换器；零电压软开关1 引言单端正激变换器拓扑以其结构简单、工作可靠、成本低廉而被广泛应用于独立的离线式中小功率电源设计中。
在计算机、通讯、工业控制、仪器仪表、医疗设备等领域，这类电源具有广阔的市场需求。
当今，节能和环保已成为全球对耗能设备的基本要求。
所以,供电单元的效率和电磁兼容性自然成为开关电源的两项重要指标。
而传统的单端正激拓扑，由于其磁特性工作在第一象限，并且是硬开关工作模式，决定了该电路存在一些固有的缺陷:变压器体积大，损耗大；开关器件电压应力高，开关损耗大；d v/d t和d i/d t大，EMI问题难以处理。
为了克服这些缺陷，文献［1]［2]［3］提出了有源钳位正激变换器拓扑，从根本上改变了单端正激变换器的运行特性，并且能够实现零电压软开关工作模式，从而大量地减少了开关器件和变压器的功耗，降低了d v/d t和d i/d t，改善了电磁兼容性。
正激有源钳位的详细分析An Overview of Forward Converter with Various Reset Schemes
An Overview of Forward Converter with Various Reset SchemesByGary Hua9/20/07Features of Forward Converterz One of fundamental topologiesz Most commonly used topologyz Applicable power level from a few Watts to a couple of Kilo-Watts z Appears simple but difficult to optimize designz Where are you on skill 1-10?Test1.How does the B-H curve in the 3rdwinding reset forward converter look?2.Which secondary diode is subject tohigher switching loss?3.Can the resonant reset forwardconverter operate with ZVS?4.Can two-switch forward converteroperate at greater than 50% dutycycle?5.Does the clamp diode in active-clamp forward converter suffer fromreverse-recovery problem?Variations of Forward Topology z Third Winding Reset Forwardz Zener Clamp Forwardz R-C-D Clamp Forwardz Active Clamp Forwardz Resonant Reset Forwardz Two Switch Forwardz ZCS Quasi-Resonant Forwardz ZVS Quasi-Resonant Forwardz ZVS Multi-Resonant Forwardz ZVT Forwardz……Third Winding Reset ForwardAdvantages:•Magnetizing energy recycled •Part of TR leakage energy recycled •Very reliable reset, no switch voltage overshoot during transientDrawbacks:•Third winding complicates TR design •Max Duty cycle limited to about 40% if Np2=Np1•Clamp voltage proportional to VinKey Design Considerations •Extend maximum duty cycle to→Reduce primary (S, TR) current stress →Reduce D2 voltage stress→Reduce output filter size→Reduce input filter size→Improve efficiency•Minimize leakage inductance between Np1 and Np2•CD1 does not introduce switching loss •How to extend max duty cycle and what are limitations?Zener Clamp ForwardAdvantages:•Simple•Maximum switch voltage independent of line voltage•Max duty cycle can exceed 50%•ReliableDrawbacks:•Part of magnetizing and leakage energy dissipated•High voltage Zener diode can be expensiveVariation (2) of Zener Clamp Forward -Place the Zener diode on the secondaryAdvantages:•Can use low voltage Zener diode Drawbacks:•Does not clamp primary switch voltage spike induced by transformer leakageR-C-D Clamp ForwardAdvantages:•Low cost•Flexible in selecting clamp voltage •Clamp voltage almost independent of VinDrawbacks:•Part of magnetizing and leakage energy dissipatedKey Design Notesz R can be determined experimentallyz C can be connected to ground to eliminate switch voltage spike caused by parasitic inductancez RC time constant 3-6 times bigger than switching periodz Use variable R to control switch voltage stressActive Clamp ForwardAdvantages:•Magnetizing and leakage energy recycled completely•Optimum reset scheme•Easy to self-drive SRs (major benefit!)•Easy to implement ZVSDrawbacks:•Complicated and expensive•High switch overshoot during dynamics (startup, line or load step changes, OCP and SCP)•Patent issue?Key Design Notes•Magnetizing inductance is usually low •C value needs to be selected carefully •ZVS achieved at expense of increased conduction loss (about 30%)•Need to watch dynamic behavior carefully•Clamp switch slow body diode needs to be blocked for high input voltage applicationsVariations of Active Clamp Forwarde P-channel FET2.Clamp on secondary side3.Third winding resetResonant Reset ForwardAdvantages:•Simple and low cost •Magnetizing and leakage energy fully recycled•Easy to extend max duty cycle •Widely used in wide input range (such as military) applicationsDrawbacks:•Sinusoidal reset waveform has higher peak than square like waveformKey Design Notes•External resonant cap is often needed to reduce peak switch voltage•C can be placed across D1 to avoid excessive capacitive turn on loss •Power switch can be turned on before completion of resonance•How to reduce max switch voltage stress?Reducing Switch Voltage Stress(1)•Add a zener across power switch (not the transformer)Two Switch ForwardAdvantages:•Low switch voltage stress •Suited for high power applications •Very reliable reset •Magnetizing and leakage energy recycled completelyDrawbacks:•Needs a second switch with float driving•Duty cycle limited to about 40%•How to extend duty cycle?。
有源钳位正激电源变换器的工作原理及优势
有源钳位正激电源变换器的工作原理及优势该电源变换器具有以下几个优势：
1.高效率：有源钳位正激电源变换器在功率开关管导通时，电流与电
压的乘积变小，从而减小了功率损耗。
这使得该变换器的效率很高，节约
了能源。
2.快速响应：有源钳位正激电源变换器能够快速响应输入电压的变化，迅速调整输出电压，使其保持稳定。
这个特点使得该变换器在需要快速响
应的应用中表现出色，例如电动车充电器、UPS电源等。
3.宽工作范围：有源钳位正激电源变换器可以在宽范围的输入电压下
工作，从而适应不同的工作环境。
这个特点使得该变换器具有较大的应用
范围，能够满足不同领域的需求。
4.输出稳定性好：有源钳位正激电源变换器在反馈控制的作用下，通
过对输入电压进行调节，使输出电压保持稳定。
这大大提高了稳压性能，
使得该变换器在需要高稳定性的应用中表现出色，例如精密仪器、工业控
制系统等。
5.体积小、重量轻：有源钳位正激电源变换器采用了高频开关方式，
使得变换器的体积小、重量轻。
这使得该变换器适合在体积、重量有限的
场合使用，例如移动设备、航空航天等。
总之，有源钳位正激电源变换器作为一种电源变换器，具有高效率、
快速响应、宽工作范围、输出稳定性好和体积小、重量轻等优势。
这些优
势使得该变换器在许多领域中有着广泛的应用前景。
有源钳位正激 计算
有源钳位正激计算有源钳位正激是一种常见的电路配置，它在电子学和通信领域中被广泛应用。
有源钳位正激的设计原理是利用有源元件（如晶体管）来实现信号的放大和激励，以达到对输入信号的调整和控制的目的。
本文将从原理、应用和优缺点等方面介绍有源钳位正激的相关知识。
一、有源钳位正激的原理有源钳位正激是一种常用的放大电路配置，其原理基于负反馈的概念。
负反馈是通过将放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号反馈到放大器的输入端，以减小放大器的非线性、失真和噪声等问题。
有源钳位正激利用了负反馈的原理，通过控制有源元件（如晶体管）的工作点，使其处于合适的工作状态，进而实现对输入信号的放大和调整。
有源钳位正激的基本原理是利用有源元件的放大特性，将输入信号放大到合适的幅度，并通过反馈电路将输出信号与输入信号进行比较，从而调整有源元件的工作状态。
具体而言，有源钳位正激电路一般由输入电阻、有源元件、负载电阻和反馈电路等部分组成。
其中，有源元件（如晶体管）根据输入信号的变化进行放大，并将放大后的信号输出到负载电阻上。
同时，反馈电路将负载电阻上的输出信号与输入信号进行比较，并通过调整有源元件的工作状态来实现对输入信号的调整和控制。
二、有源钳位正激的应用有源钳位正激在实际应用中有着广泛的用途。
首先，它可以用于放大电路中，将输入信号放大到合适的幅度，以满足后续电路或设备的要求。
其次，有源钳位正激还可以用于信号调整和控制，例如在音频设备中，可以通过有源钳位正激电路来调整音频信号的音量和频率等参数，以实现音频的放大和调整。
此外，有源钳位正激还可以用于通信系统中，例如在调制解调器中，可以通过有源钳位正激电路来调整调制信号的幅度和频率等参数，以实现数据的传输和接收。
三、有源钳位正激的优缺点有源钳位正激作为一种常见的电路配置，具有一些优点和缺点。
首先，有源钳位正激具有较好的线性度和稳定性，可以有效地减小非线性失真和噪声等问题，提高信号的质量和可靠性。
基于有源箝位软开关正激拓扑的射频电源设计分析
基于有源箝位软开关正激拓扑的射频电源设计分析摘要：随着科技的发展和社会的进步，推动着电气化的进一步发展，水平不断地提高，电子设备得到了充分地发展，各种各样的电子设备在市场上出现。
电子产品的多样化发展，人们在生活生产中对于电源的要求也越来越高，且由于电子设备的不断小型化发展，因此当前对于高效、小型化、轻量化的电源的需求不断增加，本文主要针对基于有源箝位软开关正激拓扑的射频电源设计进行分析，不断提高电源开关的效率。
关键词：有源箝位软开关正激拓扑射频电源设计分析前言：电力电子技术的发展是人类进步的重要体现，是科技水平进步的重要标志，在当前科技时代电力电子产品的发展始终在科技发展中扮演着重要的角色，而电源的设计及应用在电力电子产品的能量供给中处于核心地位，因此基于有源箝位软开关正激拓扑的射频电源设计有着不可替代的作用。
射频电源广泛应用于通讯、能源自动控制等相关领域之中，射频电源是进行微波信号控制的重要部件，是射频微波系统地控制核心，对电子设备的自动控制系统的可靠性有着重要的作用。
随着对电子设备的小型化的追求，高频化，软开关技术是电源的小型化设计的主要技术方式，因此基于有源箝位软开关正激拓扑的射频电源设计是当下电力电子开发研究的重点关注问题之一。
一、有源箝位软开关正激拓扑的工作原理（一）工作原理电源为电子产品提供能量，其产生的作用是不可替代的，在电源开关的设计上不仅仅需要其保证自己工作的完成，还需要对成本进行降低，正激变换方式的结构比较简单，成本也会比较低，制作起来较其他方式而言比较简单并且可靠程度比较高，这使的有源箝位软开关正激拓扑的应用范围比较广。
有源箝位软开关正激拓扑与传统的相比较，主要是增加了箝位开关和箝位电容，能够有效地降低开关的电容差，同时使得变压器复位，从而避免了磁芯饱和的现象[1]，通过利用同步整流的方法以及自驱动的方式，将设计变得更加简单、可靠。
图1 有源箝位软开关正激拓扑等效电路（二）有源箝位软开关正激拓扑有源箝位正激拓扑与传统的单端正激拓扑基本上是相同的，只是增加了而辅助开关、储能电容以及谐振电容，略去了传统正激拓扑中磁恢复电路。
有源钳位
有源钳位-正反激电路分析参考样机：LAMBDA 全砖，500W ，36~75V 输入，28V/18A 输出； 电路拓扑结构：有源钳位-正反激； 测试条件：48V 输入，9A 输出； 电路模型：I VinL术语：Vin: 输入直流电压；V o: 输出电压；n: 变压器匝比； I L ：变压器T1和T2的漏感；Lm1,Lm2：T1和T2的激磁电感； Im1,Im2：T1和T2的激磁电流；Ip1,Ip2：负载折算到原边的电流；Ip: 原边电流； Id1,Id2：变压器次级电流。
t4t1Vs2t2Vs1Vgs_Q2Id1t3t6Ipt5Vgs_Q1Id2电路工作原理与过程：状态1：(t1~t2） Q1导通，Q2截止。
+VinI L变压器T1原边电感储能，漏感储能，T2向负载传送能量。
Im1=Im2+Ip2=I L状态2：(t2~t3)Q1由导通变为截止，Q2仍截止。
+L-VinId1I当Q1截止瞬间，所有的直流电流通路被断开，Lk 和Lm1为了阻止电流减小的趋势而产生反向电动势。
Lm1与Lm2上的电压幅值相等（等于Vo*n ），方向相反。
Im1提供T2的激磁电流Im2以及负载电流Ip2和Ip1，并同I L 一起对C2充电。
Ic2- I L = Im1-Ip1=Im2+Ip2。
Ip1从零电流开始上升，Ip2从最大电流开始下降。
当Ip2下降到零时，Ip1=Im1-Im2，Lm2上的电压反相。
Id1VinL IC2上电压很快被充至Vc1，Q2的体二极管D4导通，C1被充电。
充电电流Ic1=Im2= I L +Im1-Ip1 (Ic1忽略)，Ic1由最大充电电流开始下降，Ip1则继续上升。
状态3：(t3~t5)Q1仍截止，Q2由截止变为导通。
Id1VinQ2开通时，C1仍然还在充电，直到C1上的电压充到最高值，C1开始放电。
Ip1=Ic1-I L ，放电电流一方面给Lm2提供反相电流，同时使Ip1继续上升。
状态4：(t5~t6)Q1仍截止，Q2由导通截止变为截止。
有源钳位正激
1
浙江大学硕士学位论文
摘要
本论文针对目前应用范围广泛的 Brick DC/DC 这种小功率电源市场，分析了其中常用的 DC/DC 拓扑结构，并针对性的集中分析了一种有代表性的应用拓扑——有源箝位正激 （Active Clamp Forward）DC/DC 变换电路。该拓扑的复位电压可以自动调节，可以提供大 于 50%的占空比，因而非常适合 Brick DC/DC 的宽范围要求。同时变压器上是完整的方波， 可以给同步整流提供简单有效的自驱动方案。
输入emi功率器件保护驱无源集成模块输出滤波及emi控制单元输入系统标准接口输出标准可扩标准电力电子模块有源集成模块图12电力电子标准模块框图第二节brickdcdc变流器的典型拓扑的初步比较以下是在brickdcdc变流器中常用的几种拓扑结构有源箝位型正激变流器有源箝位型正激变流器37如图13所示原边有一个主开关和一个辅助开关sa但是sa需要高边驱动或是使用p沟道mosfet
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High
Dissipated Dissipated Portion of Positive Poor
Simple to Implement
High
Recycled Recycled Both quadrant Good High Simple
Secondary side control Complex
Complex
5
Why ACF so attractive?
Simple topology and simple control of the family of forward converters Active clamp offers functions
• Reset of the core • Clamping the voltage of the switch • Recycling the leakage energy
RETURN
VC
+
Flyback
N-FET approach
GND GND
RETURN
BOOST
7
ISL6726 in ACF Implementation
SIMPLY SMARTER™
Key ISL6726 Highlight Features
• Single-ended current mode controller – 20 lead QSOP • Supports both n-channel and p-channel clamp configurations • Also supports single-ended topologies with SR and the asymmetric half-bridge topology • Adjustable conduction dead-time between outputs • Adjustable maximum duty cycle clamp proportional to VIN (80% max) • Minimum duty cycle clamp for SR applications (with override) • UV/Inhibit input • Adjustable Soft-Start/Soft-Stop • Bi-directional synchronization, 180º phase shift for interleaved applications • Average and cycle-by-cycle current limit • Adjustable current limit set-point • 3A GATE drive OUTM / 2A GATE drive OUTAC • Slope compensation • Oscillator with accurate frequency, duty cycle, and dead-time control •9 On/Off Enable control w/low power SLEEP mode
ISL6726 N- OR P- CHANNEL ACF Implementation
10
What So Unique about Average Current Limit use in ISL6726?
Iout CS
OUTM
During SC or OverLoad Conditions: Peak Current Mode PWM : Duty Decrease Current Iout Feedback contributed by Slope compensation Decrease Max o/p current Increases as o/p Voltage decrease; CS Duty Decrease to Minimum Pulse Width of IC spec Tail out occurs. Hiccup Mode can help lower the average SC current BUT OUTM
MAX Duty CLAMP PREVENTs LARGE DUTY CYCLE INCREASES (especially during either i/p voltage transient OR Load transient condition) and LIMIT Xformer FLUX density & FET voltage STRESS. MIN Duty CLAMP PREVENTs EXCESSIVE –ve o/p inductor current (especially during 100% to 0% Load transient condition). When 0% duty cycle is reached, this mean free-wheeling rectifier to 100% duty cycle.
i/p Filters
Primary Side IC Bias Supply
OVP Latch OTP
Secondary Side OVP
SR drive Secondary Side UVP for hiccup OCP in short circuit condition
3
Transformer fully used Proper Reset Achieved Leakage Inductance Energy is re-circulated
Leakage inductance
Why is it Important to RESET Xformer?
Xformer model consist of:- Ideal Xformer (Np : Ns) - Lm (Magnetize Inductance) - LL (Leakage Inductance)
INTERSIL ACTIVE CLAMP FORWARD
MARCH, 2011
SIMPLY SMARTER™
Agenda
•Quick OVER VIEW of ACF •What ISL6726 OFFERs •ISL6726EVAL1 Explanation
2
Forward vs ACF
Conventional Forward
Input voltage DC Lim 1.6V Vp-p = 0.8*UV=k*0.8*Vin
0.8V
12
PWM main
Why Soft-Start & Stop features are Important?
SOFT-START Duty cycle of OUTM is allowed to linearly increase UNTIL control loop takes control Key is to LIMIT peak current amplitude until SS voltage > VERR where Control Loop takes over It reduces STRESSES & SURGE CURRENTs during START-UP
6
Active clamp Flyback, Sepic & Boost converters
VIN+
VIN+ +VOUT
+VOUT
+
+
+ _
VC
+
VC
RETURN
Flyback
GND
P-FET approach
GND
RETURN
SEPIC
VIN+ _ +VOUT VIN+ +VOUT +
VC
+
+
11
in Parallel or Redundant operation, fault recovery become an issue. Average Current Limit is the solution.
Why MAX/MIN Duty Cycle Clamp is Important?
ISL6726 Bi-Sync @ 180 degree Out-Of-Phase
Key Benefits:
i/p
& o/p filtering can be reduced dramatically when operating in sync with 180 degrees out-of-phase. Spreads the Power out at relative high efficiency at very reasonable BOM cost.
<50% Highest Higher
Turns ratio
Mag current Leakage energy B-H curve usage High frequency Complexity
Lower
Recycled Recycled One quadrant Fair
Xfrmer Design Complex
ISAT
RESET When Main SW During OFF Time If ILM not RESET to Initial condition, It will HIT ISAT (saturation of Xfrmer) after next few ON-OFF cycle
Main SW During ON time ILM bISL6726EVAL1 Explanation & Performance
SIMPLY SMARTER™