單端有源箝位DC/DC變換器

(同時(shí)導(dǎo)通，同時(shí)截止),如圖4（a）波形所示。S2則用相反的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。這樣，當(dāng)S1及S3導(dǎo)通時(shí)，S2截止,反之亦然。因?yàn)榧俣⊿1、S2、S3均為理想開(kāi)關(guān)管，即開(kāi)通與關(guān)斷是瞬時(shí)完成的。實(shí)際上，開(kāi)關(guān)時(shí)間在30ns～120ns之間，一般采用先關(guān)斷后開(kāi)通的波形來(lái)驅(qū)動(dòng)。

3電路工作狀態(tài)分析

圖5和圖6所示為圖3電路的兩種工作狀態(tài)。假定開(kāi)始時(shí)該電路已處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，如圖5所示，S2導(dǎo)通，變壓器初級(jí)繞組中的電流增加，給電容CP充電，而輸出電流Io完全由電容CS支持著。在圖6所示的狀態(tài)中，S1及S3導(dǎo)通。這就使貯存在電容CP和電感LP中的能量，從變壓器初級(jí)側(cè)傳遞到次級(jí)側(cè)負(fù)載。

S2的工作周期為T，占空比為D，導(dǎo)通間隔為工作周期的一部分，即DT。而S1及S3的導(dǎo)通時(shí)間間隔為T－DT=T（1－D）。在周期T內(nèi)，初級(jí)繞組兩端電壓的平均值為零，即

(Ui－nUo)DT－nUo(1－D)T=0(1)

UiD=nUo(2)

D=nUo/Ui(3)

式中，n是變壓器的匝比。式（1）示于圖4（b）。同樣Cs中的平均電流也為零。當(dāng)S2導(dǎo)通時(shí)，Cs供給負(fù)載電流Io。當(dāng)S1及S3導(dǎo)通時(shí)，Cs充電，以補(bǔ)償S2導(dǎo)通時(shí)Cs輸出的能量。在理想情況下，可以認(rèn)為Cs中的電流ICS基本上是矩形，如圖4（c）所示。當(dāng)S2導(dǎo)通時(shí)，Cs輸入電流ICS和輸出端電流Io是幅值相等相位相反的,即

ICS=－Io(4)

在S1和S3導(dǎo)通期間，Cs的輸入電流ICS等于次級(jí)繞組中的電流Is和輸出電流Io之差，即

ICS=Is－Io(5)

因?yàn)殡娙軨S上的平均電流為零，則有

－DIo＋(1－D)(IS－Io)=0(6)

次級(jí)繞組中的電流Is可表示為

Is=Io/（1－D）(7)

在S1及S3導(dǎo)通期間

ICS=Io/(1－D)－Io(8)

=Io·D/(1－D)(9)

將式（3）代入式（9）得

ICS=Io·nUo/（Ui－nUo）(10)

Cs中的輸入電流ICS示于圖4（c），輸出電流Io示于圖4（d），Is示于圖4（e）。

圖7CP與繞組并聯(lián)電路圖

依據(jù)線性疊加，變壓器初級(jí)繞組中的電流由三部分組成：第一部分是磁化電流ILpm，系S2導(dǎo)通時(shí)Ui在初級(jí)繞組兩端所加的電壓引起的，它與輸出電流無(wú)關(guān)；第二部分電流是在S1和S3導(dǎo)通期間，次級(jí)繞組的電流感應(yīng)到初級(jí)繞組中的電流，用ILP1－3表示；第三部分電流是在S2導(dǎo)通期間，由輸入電流ILP2所產(chǎn)生的。

磁化電流由加在初級(jí)繞組上的電壓、繞組電感、開(kāi)關(guān)周期T及占空比D決定。當(dāng)S2導(dǎo)通時(shí)(11)

在S2導(dǎo)通期間，峰－峰磁化電流：(12)

在S1及S3導(dǎo)通期間的峰－峰電流可用同樣的方法求出(13)

在穩(wěn)態(tài)條件下，式（12）與式（13）相等。

在S1和S3導(dǎo)通期間，負(fù)載電流在初級(jí)側(cè)產(chǎn)生的電流ILP1－3，可借用變壓器的匝比關(guān)系，把式（7）反射到初級(jí)側(cè)即得(14)

在S2導(dǎo)通期間，負(fù)載電流在初級(jí)側(cè)產(chǎn)生的電流ILP2可這樣來(lái)考慮：在S2導(dǎo)通期間，必定有輸入電流流通，以支持輸出電流，因?yàn)檩敵瞿芰康扔谳斎肽芰浚ɡ硐胱儔浩鳎?，又因?yàn)樗矔r(shí)功率等于電壓和電流之積，由式（3）可得（15）整理后得（16）

在S2導(dǎo)通期間，平均負(fù)載電流在初級(jí)側(cè)產(chǎn)生的電流等于輸入電流Ii（17）或（18）

初級(jí)繞組磁化電流ILPm的波形為三角形，如圖4（f）所示。由式（14）及（18）所示的負(fù)載電流波形分別示于圖4（g）和圖4（h），而合成的初級(jí)電流波形示于圖4（i）。由于初級(jí)繞組電感量較大，在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，即使S2關(guān)斷，ILP2基本上仍保持為恒定值。

如果沒(méi)有輸出電流，磁化電流的平均值為零。因此，當(dāng)變壓器空載時(shí)，初級(jí)電流為正負(fù)峰峰等幅的波形。而獲得零電壓諧振開(kāi)關(guān)，該磁化電流的峰－峰幅值，必須大于兩倍負(fù)載電流在初級(jí)繞組中所產(chǎn)生的電流。

這種串聯(lián)功率變換拓?fù)涞奶攸c(diǎn)在于：在正激變換電路中，只用了一只磁性元件，該磁性元件起兩個(gè)作用：一是作為電路中的電感器，二是作為隔離變壓器。另外一種類似電路如圖7所示。

　　這種電路結(jié)構(gòu)和工作情況，基本上和圖3一樣，Cp只有當(dāng)S1導(dǎo)通時(shí)，才能并接到初級(jí)繞組。圖7電路所產(chǎn)生的波形示于圖8。其工作狀態(tài)分別示于圖9和圖10。在圖9中S2導(dǎo)通，使初級(jí)繞組中的電流增加，而輸出電流完全由電容CS來(lái)提供。在圖10中S1和S3導(dǎo)通，CP上的電壓Ucp（是在S1及S3斷開(kāi)時(shí)，Cp連續(xù)充放電所形成的），加在變壓器初級(jí)繞組上。

圖8電路工作波形