文 献 综 述

一.课题研究背景及意义

电源是各种电子设备必不可少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源，由于开关电源在体积、重量、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源有显著减少，而且对整机多项指标有良好的影响，因此它广泛应用于邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等领域，正朝高功率密度、高变换领域、高可靠性、无污染的方向发展^[1]。

DC/DC变换器可分为两类：第一类是非电气隔离型DC/DC变换器，包括Buck变换器、Boost变换器、反激变换器、丘克(CUK)变换器，这类变换器适用于升降范围窄、输入输出间无须电气隔离；第二类是电气隔离型DC/DC变换器，包括反激、正激、推挽、半桥及全桥变换器，这类变换器适用于升降范围宽、输入输出间需要电气隔离^[2]。

由于反激变换器具有可靠性、电路拓扑简洁、输入输出电气隔离、升/降范围宽、易于多路输出等优点。因此，反激变换器是中小功率开关电源理想的电路拓扑。

二．研究现状

反激变换器又称单端反激变换器或Buck-Boost转换器，其输出端在原边绕组断开电源是获得能量。反激变换器最大的优点在于其电路拓扑简单，但同时也必须看到其效率是所有开关电源中最低的，通常认为导致反激变换器效率低得原因是由于电源工作在电流断续状态下和开关损耗导致的^[3]。但即便如此，应用了准谐振工作模式和智能同步整流技术，反激式变换器的效率超过90％仍然是一件不容易的事情^[4]。

为了改变反激式效率偏低的问题，几代电子工程师做出了卓越的贡献。解决反激式变换器效率偏低的问题主要从两个方面入手：一是研制新一代电力电子器件^[5]，二是研究能提高其效率的电路拓扑^[6]。

反激变换器的变压器主要有理想变压器、励磁电感和漏感组成。在开关管关断瞬间，各个绕组两端立即反向，但初级电流会继续给电路中的寄生电容与开关管本身电容结合的等效电容充电，于是开关管漏、源两端的电压谐振上升。由于初级电流很大，而谐振电路的电容较小，开关管漏、源两端的电压基本线性上升到输出电压峰值反射到初级后的电压是，次级电流开始上升，而初级电流开始下降。最后，在开关管漏极和源极两端形成的电压幅值为输入电压的峰值与输出电压峰值反射到初级后的电压以及漏感产生的尖峰电压之和。该电压可能会超过开关管的额定值，从而给反激变换器带来严重的危害，同时在开关管上产生较大的关断损耗及电磁干扰。为了消除这些隐患，引入了箝位电路和缓冲网络，并在反激变换器中得到了广泛的应用。

隔离变压器在反激变换器中起着储能电感和能量传输的双重作用，变压器的磁芯处于直流偏磁状态，为了防止磁芯饱和，一般需要添加气隙。因此漏感较大，电感值相对较低。当功率开关关断时，由漏感储能引起的电流突变引起很高的关断电压尖峰，功率管导通时，电感电流变化率大，电流峰值大，CCM模式整流二极管反向恢复引起功率开关管开通时高的电流尖峰。因此，必须用箝位电路来限制反激变换器功率开关电压、电流应力^[7]。

国内外许多研究人员都致力于各种箝位电路的设计与新的控制方法的提出，期望反激式开关电源的能够更好的应用于电力电子设备中，进而达到节约能源的目的。与此同时各种箝位技术相继出现，其中最普遍的是RCD箝位电路^[8-9]，该箝位电路的工作原理是创建一个低阻抗电压源，是电压箝位于输入电压与反射电压之和，利用电阻耗散电容吸收的漏电感能量。