利用谐振技术进行单端正激型开关电源变压器去磁的技术

单端正激型开关电源变压器去磁技术是电源设计中的一个重要环节，旨在通过特定的电路设计来避免功率变压器在运作过程中发生磁心饱和问题，确保电源的稳定和功率开关管的安全。该技术主要应用于中小功率输出的场合，以单支功率开关管构成的简单电路结构进行工作。本文将深入探讨使用谐振技术进行单端正激型开关电源变压器去磁的原理与方法，并介绍一个实际的设计案例。 在单端正激型开关电源中，功率变压器工作于磁滞回线的第一象限，意味着功率变压器在工作时易出现磁心饱和的风险。若不采取有效措施，则可能因磁心饱和导致变压器进入类似短路的状态，进而使得流经功率开关管的电流超过其额定值，造成损坏。 传统的去磁方法包括增加去磁绕组、使用有源嵌位、采用R-C-D嵌位法和ZVT嵌位法等。这些方法的共同目的都是在开关管截止期间，将变压器内部存储的磁化能量泻放或消耗掉。然而，随着MOSFET在开关电源中的广泛应用，可以利用其分布参数，即开关管漏源极之间的结电容与变压器初级绕组的等效电容，来完成去磁工作。该方法称为谐振去磁，其核心是通过谐振电路转移存储在变压器磁心中的磁化能量。 谐振去磁的基本原理是在开关管截止后，利用变压器初级的自感和电路中元件的分布电容进行谐振，实现能量的转移，从而避免复杂的去磁设计，简化电路结构。在分析谐振去磁的工作原理之前，需要做出几个假设，包括系统处于动态平衡稳定状态、输出电感和电容相对于谐振元件非常大、变压器的漏感可以忽略等。这些假设有助于在理论分析时，简化电路模型。 谐振去磁的电路模型包括变压器初级线圈的等效电感（Lm）、变压器初级绕组的等效电容（Ct）、开关管漏源极的结电容及外电容和输出整流二极管的结电容。在一个完整的开关周期内，谐振去磁的工作过程可以分为几个阶段。在第一阶段，开关管处于导通状态，磁化电流由负值向零变化后开始正向增加。而在第二阶段，开关管截止后，初级电感Lm和等效电容Cr形成谐振电路，进行谐振工作，去磁电流以正弦波形变化。 谐振去磁技术的关键在于谐振频率的计算和谐振时间的确定。在设计时，需要确保谐振电路的参数能够满足谐振频率的要求，以实现有效的去磁效果。通过上述技术的应用，可以在减少设计复杂度的同时，保障开关电源的稳定运行和功率开关管的安全。 为了进一步理解谐振去磁技术的应用，文中还提供了一个工程设计实例，用于展示如何在实际的电路设计中应用这些理论。实例分析将结合具体的电路图和元件参数，对谐振去磁的实施过程和结果进行详细说明。通过这种方法，可以直观地观察到谐振去磁技术在实际电路中的效果，并为电源设计提供参考和指导。 在技术不断进步的今天，谐振去磁技术也需不断适应新型开关电源设计的需求，比如集成度更高、效率更优的开关电源模块。因此，未来的研究和开发中，谐振去磁技术同样需要不断地优化和创新，以适应新的技术和市场趋势。