用泄漏能量恢復(fù)線圈為dc/dc轉(zhuǎn)換器自供電

有一種有效的無源方式，可以抑制一個反激變壓器中因能量泄漏而產(chǎn)生的振鈴問題，并箝位過壓，具體方式是實現(xiàn)一個與初級線圈并繞的恢復(fù)線圈。這種技術(shù)常用于正向轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)中的變壓器退磁。事實上，這個線圈與初級線圈有緊密的磁耦合，但除了能控制泄漏能量回到功率輸入端外，技術(shù)上它仍然是一個次級線圈。因此，它也可以用作其它目的，例如為一個PWM控制器或轉(zhuǎn)換器自供電。

圖1中有一個反激轉(zhuǎn)換器，包含一個額外的恢復(fù)與自供電線圈NR，它與初級線圈NP雙線并繞，在一塊來自意法半導(dǎo)體公司的Viper17L改進驗證板上實現(xiàn)。NS是次級線圈，殘留的泄漏電感表示為LLK。RS1是一個電流檢測電阻，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(yīng)低至145VDC的電源軌。圖2a給出了功率開關(guān)電壓，以及阻尼器斷開情況下，原始Viper17L結(jié)構(gòu)的初級電流波形?？梢钥吹?，在滿載時(500mA)，在160VDC電源線上，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(fù)線圈實現(xiàn)為阻尼器和自供電線圈情況下的相同波形。當首次施加電源軌電壓時，Viper17中實現(xiàn)的高電壓電流發(fā)生器開始為電容C4充電，直至達到轉(zhuǎn)換器的VDD上電閾值，PWM控制被激活。然后，轉(zhuǎn)換器由電容C4中存儲的能量供電。在導(dǎo)通相位中，所有二極管，D2、D3和D4都為反偏。當功率開關(guān)關(guān)斷時，磁化電流流入恢復(fù)線圈，使D3導(dǎo)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，D3為反偏，恢復(fù)線圈開始通過二極管D2使電容C4放電。充電電流不能從電源軌流出來，因為D3被偏置截止，于是恢復(fù)線圈就為轉(zhuǎn)換器提供了電源。

Viper17的設(shè)計很適合用于低待機功耗，如它在無負載時會進入突發(fā)運行模式，在空閑時將內(nèi)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(yù)加載電阻R2，從而降低了無負載時的平均開關(guān)頻率，如圖2d所示。這樣，并繞恢復(fù)線圈就成功地在任何負載條件下都能維持轉(zhuǎn)換器的運行，同時，對反激變壓器泄漏電感所帶來的功率開關(guān)過壓做有效的箝位。