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摘 要

现代电力电子技术功率转换一直将高功率密度、高可靠性作为不断发展的方向。软开关技术的提出成为了功率变换器不断发展的基础。而双管正激变换器的电压应力低，能高效的进行功率转换，使得它被应用于各种开关电源。本文分析了双管正激变换器，介绍并比较了几种常见的正激变换器，对变换器软开关的实现方法进行归纳和总结。其中主要是对双管正激变换器LCD箝位电路的理解分析。LCD箝位电路简单，实现了开关管的零电压关断。本文通过给出参数设计并采用saber仿真软件进行验证。

关键词: 软开关，双管正激变换器，LCD箝位电路，Saber仿真

Abstract:Modern power electronic technology power conversion has high power density, high reliability as the direction of the development.The development of soft switching technology has become the basis for the continuous development of power converters.And the two transistor forward converter has low voltage,power conversion can be performed efficient,So that it is applied to a variety of switching power supplies.This paper analyzes the two transistor forward converter,Several common forward converters are introduced and compared,and the realization method of soft switch of converter is summarized.The main part is the understanding and analysis of the LCD clamping circuit of two transistor forward converter.The LCD clamp circuit is simple and the zero voltage of the switch tube is switched off.In this paper, the parameter design is given and the saber simulation software is used for verification.

Key words：Soft switch,two transistor forward converter, LCD clamp circuit, The Saber simulation

目录

1 绪论 3

1.1 引言 3

2 软开关技术 3

2.1 软开关技术的定义 3

2.2 软开关技术的分类 4

2.3 软开关技术的发展前景 4

3 正激变换器 4

3.1 单管正激变换器 4

3.2 双管正激变换器 8

4 双管正激变换器LCD箝位电路 10

4.1 双管正激LCD箝位电路工作原理 10

4.2 双管正激变换器LCD箝位电路的分析 10

5 软件仿真 17

5.1 Saber软件简要介绍 17

5.2 电路仿真 17

5.3 参数设计 17

5.4 仿真结果 18

结 论 20

参 考 文 献 21

致 谢 22

1 绪论

1.1 引言

电源是现在各种电路中的重要组成部分，但是如今对类似计算机电源等的高效率小型化电源需求不断增加。因为开关电源电路中存在电抗元件，在开关转换的时候，电能的释放将使电力装置承受巨大的电冲击，这可能会对设备造成损害，所以为使功率开关管工作可靠，一般都会增加吸收网络，使得能量转移。

提高电源的功率密度的一个有效的措施是提高开关器件的开关频率，但在硬开关状态下，开关频率越高开关损耗就越高，因此采用软开关技术。软开关技术的提出主要是利用谐振原理解决损耗问题。目前人们提出组合式软开关技术，通过结合无损耗吸收技术与零电压零电流技术，使变换器实现零电压开关、零电流开关的状态。

虽然正激变换器实现了零电压关断，但是元器件的使用太多使得电路繁琐。双管正激变换电路中，原边开关管在关断时的电压尖峰以及副边的续流管在反向恢复时所造成的电压尖峰是威胁器件可靠工作的主要问题，由此可见，如果不加任何的措施，功率开关管在关断时的电压尖峰将可能造成器件的过压击穿，也造成很大的EMI干扰^[6]。

本文提到了有源箝位电路，虽然实现了主开关管的零电压开通和关断，但需要增加一个辅助开关和对应的控制电路，不仅增加了成本，还需要串入一个饱和电抗器，这样电路复杂性就提高了^[2]。本文还通过多种电路的比较，得出LCD箝位电路不仅可以实现初级开关的零电压关断，而且所用元件少，电路结构简单，具有很大的实际应用价值。

此文首先介绍软开关技术的不断发展，随着双管正激变换器的提出，克服了单管正激变换器存在的开关管电压应力高，磁复位回路等缺点，针对变换器频率提高开关损耗大的问题，本文主要研究一种双管正激变换器LCD箝位电路，同时对其不同时段的工作模态进行分析并运用仿真软件进行仿真分析和验证。

2 软开关技术

2.1 软开关技术的定义

软开关技术的实质是通过电容和电感发生谐振，随后控制开关管的电压和电流降低为零，控制开关管的电压和电流必须完成开关的动作，以减少或消除开关中的损耗。

2.2 软开关技术的分类

2.3 软开关技术的发展前景

由于各式电子器件向小型化、轻型化的方向发展，电子设备的开关频率要求也越来越高，而高的开关频率就会带来严重的电磁污染、效率损耗、开关应力等问题。软开关技术的提出主要是利用谐振原理解决上述问题。但是上述提出的几种软开关技术，在实际的使用当中还存在一定的限制，如全谐振和准谐振变换器一般采用频率调制控制方法，限制了该类变换器的应用范围。PWM调制技术在电力电子技术的所有领域都广泛使用，因为它的简单、灵活和动态控制，包括零开关PWM变换器和零转换PWM变换器，目前有学者还提出组合式软开关技术，通过结合无损耗吸收技术与零电压零电流技术，使变换器可以实现零电压开关、零电流开关状态的多种组合。

3 正激变换器

在正激变换器中,变压器线圈磁通需要复位来避免铁心饱和。正激变换器的主要问题就是磁复位问题，针对此人们已经提出许多解决方案，本章列举了单管RCD箝位正激变换器、单管LCD箝位正激变换器、单管复位绕组正激变换器、有源箝位正激变换器。此外随着软开关技术的迅速发展，人们提出各种各样的软开关正激变换器，使正激变换器的工作效率明显的提高。

3.1 单管正激变换器

正激变换器的多种优点如电路拓扑结构简单、成本低、输入输出隔离、工作可靠性高等使得被广泛应用于中小功率变换场合，更成为低压大电流功率变换器的首选拓扑结构，但该变换器的变压器必须磁复位导致磁通饱和^[3]。

3.1.1 正激变换器几种典型的复位回路

在正激变换器中，变压器的磁芯是单向磁化，每个周期都需采用相应的措施使得磁芯回到磁化曲线的起点，否则磁芯磁会很快饱和从而损坏开关元件，因此需要采用专门的复位电路，使变压器的磁芯磁复位。如下图，介绍了几种典型的复位回路。

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