在很多通訊和計算機系統(tǒng)中，需要使用高功率密度、高效率的開關(guān)電源。提高開關(guān)頻率可以減小電感、電容等元件的體積，是目前開關(guān)電源提高功率密度的一種趨勢。但是，開關(guān)頻率的提高，開關(guān)器件的損耗也隨之加。

　　為了減小開關(guān)電源的開關(guān)損耗，提高其開關(guān)頻率，軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)運而生。軟開關(guān)技術(shù)主要包括兩種：零電壓軟開關(guān)（ZVS）及零電流軟開關(guān)（ZCS）。在含有M0SFET開關(guān)器件的變換器拓撲中，零電壓軟開關(guān)要優(yōu)于零電流軟開關(guān)11U基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（50237030ZD）Flyhack變換器電路簡單，在小功率場合得到了廣泛的應(yīng)用。基于Flyback變換器的ZVS軟開關(guān)拓撲也得到了進一步的發(fā)展，比較近幾年，有源箝位ZVS軟開關(guān)技術(shù)被提出，但它也存在一些缺點18m，比如，輕載時不能實現(xiàn)軟開關(guān)。

　　本文提出了一種帶輔助變壓器的Flyhack零電壓軟開關(guān)電路，與有源箱位nyhack零電壓軟開關(guān)電路相比，它具有以下幾個優(yōu)點：電路在整個負載范圍內(nèi)都能實現(xiàn)軟開關(guān)；任何負載情況下，電路都可以在寬輸入范圍中實現(xiàn)軟開關(guān)；丟失占空比不隨輸出負載變化而變化，利于電路參數(shù)設(shè)計。

　　下面分析了此電路的工作原理及軟開關(guān)參數(shù)的設(shè)計，并以。而T，的激磁電感L，設(shè)計得較小使流過Lmi的電流在一個周期內(nèi)可以反向，如中，波形所示。考慮到開關(guān)的結(jié)電容以及死區(qū)時間，一個周期可以分為7個階段進行分析，各個階段的等效電路如所示，其工作原理描述如下。

　　V：，為變換器輸出電壓；/V，為T原邊繞組匝數(shù)；吣及為T副邊兩個繞組匝數(shù)；m及化為T，原副邊兩個繞組匝數(shù)。

　　時刻關(guān)斷，L上的電流通過T耦合到副邊，使二極管D導(dǎo)通，乙兩端電壓被箝位在充電，另-部分通過T，耦合對S2的輸出結(jié)電容C，2放電。時刻，S：的漏源電壓下降到零，該階段結(jié)。

　　當(dāng)S：的漏源電壓下降到零之后，S2的寄生二極管導(dǎo)通，將S：的漏源電壓箝位在零電壓狀態(tài)，也就為S：的零電以導(dǎo)通創(chuàng)造了條件：，同時兩端被箝位在Lm，h電流線性下降、而Si的漏源電壓被箝位在比較大電壓電平，S：零電壓開通。流過寄牛二極管的電流流經(jīng)ShLm，兩端依然承受式（3）所示電壓m，上電流線性下降到零然后反向增加時刻，S：關(guān)斷，該階段結(jié)束。此時間段向為負，此電流一部分對S，的輸出結(jié)電容Cn放電，同時，另一部分通過T，耦合到副邊對S：的輸出結(jié)電容C：充電。到時刻，Si的漏源電壓下降到零，該階段結(jié)束。

　　6）階段6〔~d當(dāng)S，的漏源電壓下降到零之后，S，的寄生二極管導(dǎo)通，將Si的漏源電壓箝位在零電壓狀態(tài)，為3，的零電壓導(dǎo)通創(chuàng)造了條件。此時，上的反向電流流經(jīng)主變壓器，給流過二極管D的電流；1）疊加上一個電流此時間段內(nèi)，二極管D仍然導(dǎo)通，L，兩端電壓被箝位在乙，上電流線性上升，而S：的漏源電壓被箝位在比較大電壓電平，Si零電壓開通。流過寄生二極管的電流流經(jīng)S，。由于L，兩端承受的電壓V，此時較大，it，快速上升，到時刻，主變壓器耦合到副邊的電流為零，二極管D自然關(guān)斷。此時間段接著L與i，串聯(lián)承受輸人電壓，開始下一個周期，可以看到，在這種方案下，兩個開關(guān)S，和零電壓。通，二極管D零電流關(guān)斷2軟開關(guān)的參數(shù)設(shè)計2.3輔助變壓器激磁電感L，設(shè)定為了實現(xiàn)S，的ZVS軟開關(guān)，在（1 -D）7時間內(nèi)，激磁電感L，上電流必須反向，即將式（19）代入式（18）得假定電路工作在CCM狀態(tài)。由于S：的軟開關(guān)實現(xiàn)是，對C，及C，2充放電，而S，的軟開關(guān)實現(xiàn)是i，對C，及C，2充放電，在電路滿載情況卜，丨>丨，而吐S：的充電電壓要大于放電電壓（見波形，），因此，S，的軟開關(guān)實現(xiàn)要比S：難得多在參數(shù)設(shè)計中，關(guān)鍵是要考慮S，的軟開關(guān)條件1主變壓器激磁電感“的設(shè)定由于L，的存在，變換器的有效占空比（根據(jù)激磁電感L的充放電時間定義，見）要小于S，的占空比D，但是，由于~h時間內(nèi)‘的上升速度非常快，所以，可近似認為隊這樣，根據(jù)Flyhack電路工作在CCM的條件式屮1為變換器效率；/，為開關(guān)頻率；m為變換器輸出功率。

　　在實際設(shè)計中，為了保證電路在輕載時也能工作在電流連續(xù)模式，取定，y（V：D）2 2.2主副變壓器原副邊匝數(shù)比設(shè)定另外，根據(jù)L與S，及S2的輸出結(jié)電容諧振條件乙I1 1丨，1輸出濾波前電流及流過副邊二極管U的電流（測試條件：K=48一般而言，開關(guān)管輸出電容是所受電壓的函數(shù)，為方便起見，在此假設(shè)G及C：恒定。

　　有效占空比Da的計算有效占空比」KSi的占空比D略小，即根據(jù)從式（29）可以看出，丟失占空比與輸出負載無關(guān)。在相同電氣規(guī)格和電路參數(shù)條件下，其值大概為有源箝位Flyback變換器滿載時丟失占空比的丨/2丨7丨。

　　3實驗結(jié)果為了驗證上述的ZVS軟開關(guān)實現(xiàn)方法，本文設(shè)計了一個實驗電路，其規(guī)格及主要參數(shù)如下：。中國電機工程學(xué)報，2002，陳世杰（1979-），男，碩士研究生，現(xiàn)從事電力電子電路拓撲的研究