用泄漏能量恢復線(xiàn)圈為dc/dc轉換器自供電

有一種有效的無(wú)源方式，可以抑制一個(gè)反激變壓器中因能量泄漏而產(chǎn)生的振鈴問(wèn)題，并箝位過(guò)壓，具體方式是實(shí)現一個(gè)與初級線(xiàn)圈并繞的恢復線(xiàn)圈。這種技術(shù)常用于正向轉換器結構中的變壓器退磁。事實(shí)上，這個(gè)線(xiàn)圈與初級線(xiàn)圈有緊密的磁耦合，但除了能控制泄漏能量回到功率輸入端外，技術(shù)上它仍然是一個(gè)次級線(xiàn)圈。因此，它也可以用作其它目的，例如為一個(gè)PWM控制器或轉換器自供電。

圖1中有一個(gè)反激轉換器，包含一個(gè)額外的恢復與自供電線(xiàn)圈NR，它與初級線(xiàn)圈NP雙線(xiàn)并繞，在一塊來(lái)自意法半導體公司的Viper17L改進(jìn)驗證板上實(shí)現。NS是次級線(xiàn)圈，殘留的泄漏電感表示為L(cháng)LK。RS1是一個(gè)電流檢測電阻，而R1是限流電阻。變壓器比率與原變壓器相同。

輸出電壓(11.5V)略低于原始12V，以適應低至145VDC的電源軌。圖2a給出了功率開(kāi)關(guān)電壓，以及阻尼器斷開(kāi)情況下，原始Viper17L結構的初級電流波形?？梢钥吹?，在滿(mǎn)載時(shí)(500mA)，在160VDC電源線(xiàn)上，因泄漏電感而產(chǎn)生的振鈴大約是540V峰值。圖2b和2c是將并繞恢復線(xiàn)圈實(shí)現為阻尼器和自供電線(xiàn)圈情況下的相同波形。當首次施加電源軌電壓時(shí)，Viper17中實(shí)現的高電壓電流發(fā)生器開(kāi)始為電容C4充電，直至達到轉換器的VDD上電閾值，PWM控制被激活。然后，轉換器由電容C4中存儲的能量供電。在導通相位中，所有二極管，D2、D3和D4都為反偏。當功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，磁化電流流入恢復線(xiàn)圈，使D3導通，因此將VDS限制為2×VDC。當泄漏能量完全返回到功率輸入端時(shí)，D3為反偏，恢復線(xiàn)圈開(kāi)始通過(guò)二極管D2使電容C4放電。充電電流不能從電源軌流出來(lái)，因為D3被偏置截止，于是恢復線(xiàn)圈就為轉換器提供了電源。

Viper17的設計很適合用于低待機功耗，如它在無(wú)負載時(shí)會(huì )進(jìn)入突發(fā)運行模式，在空閑時(shí)將內部電路切換到低功耗狀態(tài)等。為了維護突發(fā)運行模式，電路包含了一只1kΩ的預加載電阻R2，從而降低了無(wú)負載時(shí)的平均開(kāi)關(guān)頻率，如圖2d所示。這樣，并繞恢復線(xiàn)圈就成功地在任何負載條件下都能維持轉換器的運行，同時(shí)，對反激變壓器泄漏電感所帶來(lái)的功率開(kāi)關(guān)過(guò)壓做有效的箝位。