正激电路的几种磁芯复位方法
摘要：本文分析了正激电路的基本结构，并用不同的方法对正激电路拓补结构进
行分类和比较，讨论了软开关技术在正激电路中的应用和发展前景，最后，通过比较，得出
正激电路拓补结构的研究方向。
在各种间接直流变流电路中，正激DC/DC变换器具有电路拓补结构简单，输入输
出电气隔离，电压升、降范围宽，易于多路输出等优点，因此被广泛应用于中小功率电源变
换场合，尤其在供电电源要求低电压大电流的通讯和计算机系统中，正激电路更能显示其优
势。但是在开关关断期间，高频变压器必须磁芯复位，以防变压器铁心饱和，因此必须采用
专门的磁复位电路。正是由于磁复位技术的多样性，以及软开关技术的发展，导致正激电路
拓补结构的多样性。随着电力电子技术的发展，各种新的正激电路拓补结构不断出现，不同
的拓补结构已有二十余种。本文详细阐述了正激电路拓补结构的分类，结构比较，和应用场
合，并且分析了软开关技术在正激电路中的应用。
典型的单开关正激电路如图1所示。
电路的简单工作过程为：开关管S开通后，变压器原边电压上正下负，根据同名
端，负边电压也为上正下负，因此二极管D1导通，D2截止，电感电流逐渐增长;S关断后，
二极管D2导通，D1截止，电感电流通过D2续流。变压器的励磁电流通过磁复位电路降为
零，防止磁芯饱和。
? 图1 正激电路的原理图
3. 各种拓补结构的分类及比较
正激电路拓补结构多种多样，大致可以这样分类：根据驱动管子个数，可分为单
管正激，双管正激;根据磁芯复位技术的不同，可分为辅助磁通绕组复位，LCD缓冲网络复
位，RCD箝位复位，有源箝位复位;根据拓补结构的形式不同，可分为单个变换器和串、并
组合变换器。
?
图2 双管正激电路原理图
单管正激在S关断后，开关管承受的电压高于电源电压，双管正激由于有两个开
关管，每个开关管承受的关断电压只有单管的一半，因此电压应力大大减小。双管正激电路
有很多有点：主管的电压应力小，电路简单，控制方便，电路的动态性能好，可靠性高，不
存在桥臂直通，拓宽了电路的功率等级。但是与单管正激相比双管正激因为有两个管子，需
要两套驱动装置，因此它的这些有点是以电路复杂性为代价的。
3.2 磁芯复位电路
目前，正激电路磁芯复位技术主要有：辅助磁通绕组复位，LCD箝位复位，RCD箝
位复位，有源箝位复位。 辅助磁通绕组复位是一种传统的磁芯复位方法，电路原理图如图3所示，它增加
了一个附加线圈，在开关管关断的时候，磁化能量通过辅助磁通绕组回馈到电源，磁化能量
无损。但是变压器需要增加一附加线圈，绕制难度加大，同时体积也增大，而且，开关关断
后，变压器的漏感将导致大的关断尖峰电压，需要附加抑止尖峰电压电路。占空比不能超过
0.5，不适合大功率输出场合。
?
图3 辅助磁通绕组复位电路
RCD箝位复位电路原理图如图4所示。开关管关断后，磁化能量一部分转移到开关
管并联电容Cs中，一部分消耗在箝位电阻R上。与辅助磁通绕组复位相比，RCD箝位复位
电路结构简单，开关管关断电压箝位在Uc+Uin，不会出现尖峰电压，且占空比可以大于0.5，
输入电压范围可以很宽。它的缺点是大部分磁化能量消耗在箝位电阻R中，因此适合于廉价、
效率要求不太高的功率变换场合。
?
图4 RCD箝位复位电路 LCD缓冲网络复位电路原理图如图5所示。开关管关断后，磁化能量存储在箝位电
容Cc中，开关管关断电压箝位在2Uin，Lc中能量无损地回馈到电源。LCD箝位复位电路结
构简单，开关管关断电压箝位固定，避免了尖峰电压;而且不存在耗能元件，属于无损复位，
提高了电路变换效率;而且电路地可靠性高，通过选取适合地箝位电路元件值，可以保证电
路工作在较宽地负载范围内，且箝位电容Cc的电压值、电感Lc的电流峰值不改变。占空比
最大为0.5，输入电压范围受限，因此适合于中等功率高效变换场合。
?
图5 LCD缓冲网络复位电路
目前正激变换器也趋向于使用软开关技术，但是开关器件的开通和关断并没有完
全实现软开关，主开关和辅助开关没有同时实现软开关，或者其零电压开通和关断很大程度
上依赖于电路参数和负载特性。
6. 预期的研究方向
目前，正激电路拓补结构的研究比较成熟，各种电路拓补结构似乎也很完备，因
此它的一个发展方向就是顺应集成电路的发展，向少元件、少损耗、少EMI、小型化、轻型
化的方向发展;另外，研制满足微电子系统的低电压、大电流要求的变换器，以及运用组合
变换方式，研制满足高电压、大电流应用场合的高效、高可靠性变换器也是一个发展方向。
PWM单端正激变换器谐振磁复位分析与设计
第４１卷第６期 ２００７年６月 电力电子技术 Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｖｏ１．４ｌ，Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ，２００７
ＰＷＭ单端正激变换器谐振磁复位分析与设计
王英武，王俊峰，刘佑宝 －
（中国航天时代电子公司７７１所，陕西西安７１００５４）
摘要：分析了ＰＷＭ单端正激变换器的谐振磁复位；研究了功率变压器励磁电感、开关管寄生电容以及整流管寄生电 容等寄生参数对谐振磁复位的影响；给出了设计谐振磁复位的主要方法，并通过计算机仿真和模拟实验进行了结果验证。 关键词：变换器；谐振；变压器 中图分类号：ＴＭ４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—１００Ｘ（２００７）０６—００４３—０２
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｒｅｓｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｆＯｒ ａ Ｓｉｎｇｌｅ．Ｅｎｄｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＷＡＮＧ Ｙｉｎｇ—ＷＵ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎ—ｆｅｎｇ，ＬＩＵ Ｙｏｕ—ｂａｏ （Ｘｉ’ａｒｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｒｔ，７１００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｒｅｓｅｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ａ ｓｉｎｇｌｅ—ｅｎｄｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｒｅｓｅｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｒｅｓｅｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｒｃ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｒｅｓｏｎａｎｔ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
磁复位电路工作原理
磁复位电路工作原理
磁复位电路是一种常见的电子电路，它利用磁场的作用来实现开关的控制与复位。这种电路通常用于需要进行磁性感测的应用场景，比如磁性传感器、磁性开关等。本文将从磁复位电路的工作原理、应用场景等方面进行详细介绍，以便更好地了解和应用这一技术。
一、磁复位电路的基本原理
磁复位电路的核心原理是利用磁场对磁性元件的作用，实现控制开关的状态变化。一般来说，磁复位电路由磁性储存元件、控制元件和电路部分组成。常用的磁性储存元件包括磁性石头、永磁体等，而控制元件则由开关、晶体管等构成。磁复位电路的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 初始状态：在初始状态下，磁性储存元件处于一定的磁化状态，从而使得控制元件的导通状态处于一定的状态。
2. 外界磁场作用：当外界磁场作用到磁性储存元件上时，会改变其磁化状态，从而导致控制元件的状态发生变化。
3. 控制电路响应：控制电路会对磁场的变化作出响应，从而控制开关状态的变化，实现复位或触发其他电路的功能。
二、磁复位电路的工作原理详解
磁复位电路的工作原理涉及到磁场的作用、磁性储存元件的特性以及控制电路的响应等多个方面。下面我们来详细介绍一下磁复位电路的工作原理。
1. 磁场作用原理：磁场是由带电粒子运动、磁性材料产生的物理现象，其作用包括引起磁性材料的磁化、对电流的作用等。在磁复位电路中，外界磁场通过对磁性储存元件施加磁化力，从而改变其磁化状态，进而影响控制元件的状态变化。
2. 磁性储存元件特性：磁性储存元件是磁复位电路的核心部分，其特性包括饱和磁感应强度、磁滞回线等。这些特性直接影响了磁复位电路对外界磁场的响应速度、灵敏度等方面。
3. 控制电路响应：控制电路负责对磁性储存元件受到的外界磁场进行响应，并实现相应的开关状态控制。通常情况下，控制电路会利用传感器检测磁场变化，并通过电子元件实现开关状态的变化。
(完整word版)有源钳位正激变化器的工作原理
(完整word版)有源钳位正激变化器的工作原理
13 第2章 有源箝位正激变换器的工作原理
2。1 有源箝位正激变换器拓扑的选择
单端正激变换器具有结构简单、工作可靠、成本低廉、输入输出电气隔离、易于多路输出等优点,因而被广泛应用在中小功率变换场合.但是它有一个固有缺点：在主开关管关断期间,必须附加一个复位电路，以实现高频变压器的磁复位，防止变压器磁芯饱和[36]。传统的磁复位技术包括采用第三个复位绕组技术、无损的LCD箝位技术以及RCD箝位技术。这三种复位技术虽然都有一定的优点,但是同时也存在一些缺陷[37—39]。
(1）第三复位绕组技术 采用第三个复位绕组技术正激变换器的优点是技术比较成熟，变压器能量能够回馈给电网。
它存在的缺点是：第三复位绕组使得变压器的设计和制作比较复杂;变压器磁芯不是双向对称磁化，因而利用率较低;原边主开关管承受的电压应力很大。
（2)RCD箝位技术 采用RCD箝位技术正激变换器的优点是电路结构比较简单，成本低廉。
它存在的缺点是:在磁复位过程中，磁化能量大部分都消耗在箝位网络中,因而效率较低；磁芯不是双向对称磁化,磁芯利用率较低。
（3) LCD箝位技术 采用无损的LCD箝位技术正激变换器的优点是磁场能量能够全部回馈给电网，效率较高。
它存在的缺点是：在磁复位过程中,箝位网络的谐振电流峰值较大，增加了开关管的电流应力和通态损耗，因而效率较低；磁芯不是双向对称磁化，磁芯利用率较低。
而有源箝位正激变换器是在传统的正激式变换器的基础上，增加了由箝位电容和箝位开关管串联构成的有源箝位支路，虽然与传统的磁复位技术相比，有源箝位磁复位技术增加了一个箝位开关管，提高了变换器的成本，但是有源箝位磁复位技术有以下几个优点：
(1）有源箝位正激变换器的占空比可以大于0。5，使得变压器的原副边匝比变大，从而可以有效地减少原边的导通损耗；
（2）在变压器磁复位过程中，寄生元件中存储的能量可以回馈到电网，有利于变换器效率的提高;
一种新型谐振磁复位的单端正激变换器设计
第１３卷第６期２０１３年２月 １６７１—１８１５（２ｏ１３）０６—１６２６—０５ 科学技术与工程 Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．６ Ｆｅｂ．２０１３ ＠２０１３ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
一种新型谐振磁复位的单端正激变换器设计
张涌萍 肖 波
（广东食品药品职业学院，广州５１０５２０）
摘要介绍了一种通过变压器励磁电感与其并联的电容实现谐振磁复位的正激变换器，通过适当设计主电路参数，在不同 情况下，能很好保证变压器可靠复位，同时保证开关管满足降额要求。给出了谐振电容的理论计算值，得到了变压器原边电 压波形以及谐振电容电压电流的实验波形，实验结果表明变压器能复位且不饱和。 关键词磁复位 正激变换器 变压器 谐振电容 中图法分类号ＴＮ８６７； 文献标志码Ａ
正激变换器广泛应用于中、小功率电源变换场
合，但是该变换器的最大缺点在于变压器是单向磁
化的。为了防止磁芯饱和而导致开关器件损坏，必
须采取相应的措施，使变压器的铁芯磁复位¨Ｊ。正
激变换器变压器磁复位技术的种类很多，其中，谐 振磁复位成为近年来的一个研究热点 Ｊ，该技术
所需器件少，磁能利用率和变换器效率高，有利于
提高电源模块的功率密度 Ｊ。
文献［３．＿４］研究了利用开关管以及整流管的
寄生电容和变压器的励磁电感自激振荡来实现磁
复位的方法，该方法的缺点是寄生电容和励磁电感
值为定值，电路的工作频率必然受限，否则不能保
证变压器可靠复位。本文研究的磁复位技术是通
过变压器励磁电感与其并联的电容ｃ 来实现的，ｃ
由变压器的外接并联电容和开关管的结电容组成。
理论上，通过合理设计ｃ 值，变换器在任何工作频
率下均能可靠实现磁复位。本设计的关键是保证
变压器能复位且不饱和，以及合理选用谐振电容值。
１ 电路结构与工作原理
直流２１—３０ＶＤＣ经ＥＭＩ滤波器和滤波电路进
入ＤＣ／ＤＣ变换器，ＤＣ／ＤＣ功率级将输入电压２４ Ｖ
高效率双管正激变换器的研究
华中科技大学
硕士学位论文
高效率双管正激变换器的研究
姓名：吴琼
申请学位级别：硕士
专业：电力电子与电力传动
指导教师：熊蕊
20070210 I摘 要
高功率密度、高可靠性和高稳定性是现代电力电子功率变换器不断追求的目标。
双管正激变换器作为一种主要的电力电子功率变换器，由于其开关电压应力低，具有
内在抗桥臂直通的能力可靠性高等优点，使得它在通信电源、焊接电源、计算机电源
等很多领域都得到了广泛的应用。
本文旨在不增加原主电路和控制电路复杂性的基础上，从变压器原边主开关管驱
动方式和副边整流电路两个方面，对传统双管正激电路做出改进，提高电路的效率。
文章对改进后电路的工作过程及具体应用时遇到的问题做出了分析，给出了解决方
案。与传统电路相比，改进后的电路控制电路得到了简化，两个主开关管中的一个能
够工作在零电流开通和零电流关断状态，同步整流电路克服了死区和轻载环路电流的
影响，电路的整体性能得到了提高。
实验过程中利用峰值电流型PWM控制芯片UC2845，制作了一台15V/300W的
样机，实验证明样机工作稳定，各种保护功能完备，改进后的双管正激电路较传统电
路效率提高3～4个百分点，整机满载效率最高可达88％。
关键字：双管正激 电压自驱动 同步整流 门极电荷保持 环路电流
IIAbstract
High power density as well as high reliability has always been the goal to pursue in the
field of modern electric power converters. As one kind of the modern electric power
converters, two transistor forward converter has many attractive characteristics, such as low
正激变换器磁复位原理
正激变换器磁复位原理
正激变换器是一种常见的电力变换器，其工作原理是通过磁复位实现能量转换。磁复位是指在变换器中通过周期性地改变磁场方向来实现能量传递和转换的过程。
在正激变换器中，主要有两个磁性元件：主磁感应线圈和辅助磁感应线圈。主磁感应线圈是由一个绕组组成的，它与输入电源相连。辅助磁感应线圈则是由另一个绕组组成的，它与输出负载相连。这两个磁性元件之间通过一个铁芯连接起来。
在工作时，输入电源会给主磁感应线圈施加一定的电流，从而在铁芯中产生一个磁场。由于铁芯的存在，磁场会集中在铁芯中，并进一步感应辅助磁感应线圈中的电流。
在正激变换器的工作周期中，输入电流会周期性地改变方向，从而使主磁感应线圈中的磁场方向也随之改变。这样一来，磁场方向的变化会导致辅助磁感应线圈中的电流方向也发生变化。通过这种方式，能量可以从输入电源传递到输出负载。
具体来说，当输入电流方向改变时，主磁感应线圈中的磁场也会随之改变。这个变化的磁场会感应出一个反向的电动势，从而使辅助磁感应线圈中的电流方向发生变化。这个变化的电流会通过输出负载，从而实现能量的传递。
通过周期性地改变磁场方向，正激变换器可以实现高效的能量转换。这是因为在磁复位的过程中，能量可以在变换器的不同部分之间来回传递，从而最大限度地减少能量的损耗。
除了能量转换外，正激变换器还有一个重要的功能是实现电压和电流的调节。通过改变输入电流的幅值和频率，可以调节输出负载上的电压和电流大小。这使得正激变换器在不同的应用场景中具有很大的灵活性。
正激变换器通过磁复位实现能量的传递和转换。通过周期性地改变磁场方向，能量可以在变换器的不同部分之间来回传递，从而实现高效的能量转换。同时，正激变换器还可以实现电压和电流的调节，具有很大的灵活性。这使得正激变换器成为了电力转换和调节的重要工具。
正激电路的几种磁芯复位方法
摘要：本文分析了正激电路的基本结构，并用不同的方法对正激电路拓补结构进
行分类和比较，讨论了软开关技术在正激电路中的应用和发展前景，最后，通过比较，得出
正激电路拓补结构的研究方向。
在各种间接直流变流电路中，正激DC/DC变换器具有电路拓补结构简单，输入输
出电气隔离，电压升、降范围宽，易于多路输出等优点，因此被广泛应用于中小功率电源变
换场合，尤其在供电电源要求低电压大电流的通讯和计算机系统中，正激电路更能显示其优
势。但是在开关关断期间，高频变压器必须磁芯复位，以防变压器铁心饱和，因此必须采用
专门的磁复位电路。正是由于磁复位技术的多样性，以及软开关技术的发展，导致正激电路
拓补结构的多样性。随着电力电子技术的发展，各种新的正激电路拓补结构不断出现，不同
的拓补结构已有二十余种。本文详细阐述了正激电路拓补结构的分类，结构比较，和应用场
合，并且分析了软开关技术在正激电路中的应用。
典型的单开关正激电路如图1所示。
电路的简单工作过程为：开关管S开通后，变压器原边电压上正下负，根据同名
端，负边电压也为上正下负，因此二极管D1导通，D2截止，电感电流逐渐增长;S关断后，
二极管D2导通，D1截止，电感电流通过D2续流。变压器的励磁电流通过磁复位电路降为
零，防止磁芯饱和。
? 图1 正激电路的原理图
3. 各种拓补结构的分类及比较
正激电路拓补结构多种多样，大致可以这样分类：根据驱动管子个数，可分为单
管正激，双管正激;根据磁芯复位技术的不同，可分为辅助磁通绕组复位，LCD缓冲网络复
位，RCD箝位复位，有源箝位复位;根据拓补结构的形式不同，可分为单个变换器和串、并
组合变换器。
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图2 双管正激电路原理图
单管正激在S关断后，开关管承受的电压高于电源电压，双管正激由于有两个开
关管，每个开关管承受的关断电压只有单管的一半，因此电压应力大大减小。双管正激电路
有很多有点：主管的电压应力小，电路简单，控制方便，电路的动态性能好，可靠性高，不
有源钳位正激变化器的工作原理
第2章 有源箝位正激变换器的工作原理
2.1有源箝位正激变换器拓扑的选择
单端正激变换器具有结构简单、工作可靠、成本低廉、输入输出电气隔 离、易于多路输出等优点，因而被广泛应用在中小功率变换场合。但是它有 一个固有缺点：在主开关管关断期间，必须附加一个复位电路，以实现高频 变压器的磁复位，防止变压器磁芯饱和 [36]。传统的磁复位技术包括采用第 三个复位绕组技术、无损的LCD箝位技术以及RCD箝位技术。这三种复位 技术虽然都有一定的优点，但是同时也存在一些缺陷 [37-39] o
(1) 第三复位绕组技术 采用第三个复位绕组技术正激变换器的优点是 技术比较成熟，变压器能量能够回馈给电网。
它存在的缺点是：第三复位绕组使得变压器的设计和制作比较复杂； 变
压器磁芯不是双向对称磁化，因而利用率较低；原边主开关管承受的电压应 力很大。
(2) RCD箝位技术 采用RCD箝位技术正激变换器的优点是电路结构 比较简单，成本低廉。
它存在的缺点是：在磁复位过程中，磁化能量大部分都消耗在箝位网络 中，因而效率较低；磁芯不是双向对称磁化，磁芯利用率较低。
(3) LCD箝位技术采用无损的LCD箝位技术正激变换器的优点是磁 场能量能够全部回馈给电网，效率较高。
它存在的缺点是：在磁复位过程中，箝位网络的谐振电流峰值较大，增 加了开关管的电流应力和通态损耗，因而效率较低；磁芯不是双向对称磁化， 磁芯利用率较低。
而有源箝位正激变换器是在传统的正激式变换器的基础上， 增加了由箝
位电容和箝位开关管串联构成的有源箝位支路， 虽然与传统的磁复位技术相
比，有源箝位磁复位技术增加了一个箝位开关管， 提高了变换器的成本，但
是有源箝位磁复位技术有以下几个优点：
(1) 有源箝位正激变换器的占空比可以大于 0.5,使得变压器的原副边匝 比变大，从而可以有效地减少原边的导通损耗；
(2) 在变压器磁复位过程中，寄生元件中存储的能量可以回馈到电网， 有利于变换器效率的提高；
正激电路磁芯复位原理
正激电路磁芯复位原理
正激电路磁芯复位原理是指在正激电路中，通过对磁芯施加恢复磁场的方法来实现复位操作。正激电路是一种通过磁性材料的磁场来实现开关操作的电路，常见于电源、变压器等电子设备中。
当正激电路工作时，磁芯会被磁化，将电能转换为磁能存储在磁场中。当需要复位时，需要将磁芯的磁能恢复为初始状态，以实现电路的复位。
磁芯的复位原理通常有两种方式：
1. 磁芯退磁复位：通过对磁芯施加一个适当的反向磁场，使磁芯磁能逐渐减小到零，从而实现复位。这可以通过施加一个逆向电流或应用一个退磁磁场来实现。
2. 磁芯反转复位：通过改变正激电路中的磁场极性，使磁芯磁能反向，从而实现复位。这可以通过改变电流方向或改变磁场方向来实现。
这两种方法都可以有效地将磁芯恢复到初始状态，从而实现正激电路的复位操作。复位后，正激电路可以重新进行开关操作，进行下一轮工作。