关于有源钳位正激。转换器。(。AC。FC)，占空比是一个要害参数，会影响输出电压和功率。一般，正激转换器的最大占空比以50%为限。选用有源钳位技能，占空比能够高于50%，逾越传统规划的约束。有许多文章都说明晰最大占空比与ACFC拓扑之间的联系，但评论怎么规划最小占空比的文章并不多。

本文以阻隔式ACFC。电源。为例，论述最小占空比对规划的影响。该转换器用于将输入24 VAC或48 ~ 60 V。DC。，转化为15VDC，1.5 A输出。其阻隔特性使其适合为现场工业运用供电。ACFC拓扑协助完成了高达91%的峰值功率。规划要求如表1所示。

表1. 规划要求。

ADI。公司的 MAX17598是有源钳位。电流。形式PWM。控制器。，其间包括阻隔正激转换器电源规划所需的一切。控制电路。。本文深入探讨了二次自整流。电路规划。的考虑要素和评价效果。

01。二次自整流电路的规划考虑。

ACFC经过运用自整流电路，完成了更高的功率。图1为根据。MOSFET。的典型自整流。电路原理。图。与传统的。二极管。整流电路比较，MOSFET的导通电阻更低，所以其电路功率更高，尤其是在低电压、大电流输出的状况下。

图1. 通用输出自整流电路。

但是，当输出电压挨近或超越 MOSFET栅极电压作业规模时，这个规划就不适宜了。咱们能够经过附加电路来发生这些MOSFET的。栅极驱动。电压。图2为该电路的细节信息。G1和G2连接到变压器的辅佐绕组。

图2. 辅佐绕组变压器中的栅极驱动电路。

栅极1连接到N2的栅极（如图1所示），栅极2连接到N1的栅极。栅极1和栅极2与开关周期同步。当栅极1输出高电平时，栅极2输出低电平，反之亦然。完好电路如图3所示。

图3. 功能测验运用的示例电路。

该环路有必要保证输出处于MOSFET VGS的作业规模内。公式1反映了栅极驱动电压与匝数比之间的联系。

KGATE为变压器比率。NG为变压器绕组的匝数。NP为变压器初级绕组的匝数。VGATE_MAX为MOSFET栅极驱动电压的最大电压。VDC_MAX为直流输入电压的最大电压。

当初级环路的主开关闭合时，施加于变压器的电压为正，即 VDC。因而，栅极1的输出为高电平，栅极2的输出为GND。它与匝 数比和直流输入电压有关。

当主MOSFET关断时，钳位电路将漏极电压约束为VCLAMP。VCLAMP高于VDC，因而栅极1的输出为GND，而栅极2的输出为高电平。

钳位电压可经过下式核算：

栅极2的电压与匝数比以及VCLAMP和 VDCINPUT之间的距离有关。

占空比会随输入电压而改变，因而有必要保证栅极的驱动电压能 够以完好的 VIN规模驱动MOSFET。运用最大直流输入和最小导通率 时，栅极驱动电压将到达最小值。

p>在规划示例中，栅极2最低电压可按照式5进行核算。当输入直流电压到达最大值时，栅极2上的电压只要4.23 V。

假如该电压低于VGS导通阈值，则二次整流电路的MOSFET将无法精确作业。这或许导致当输入电压挨近最大值时，电源在没有任何负载的状况下无法发动。在示例电路中，VGS。阈值电压。为3 V， 小于核算出的最小VGATE2。

图4为示例电路的丈量效果。CH1为栅极1的电压。CH2为栅极2的电压。CH4为主面N-MOS的源漏电压。

图4. 栅极1和栅极2电压以及MOSFET漏极电压(VIN= 60 V) 。

02。示例电路的功能。

为了验证栅极驱动电路核算的精确性，咱们对示例电路进行了功能测验。图5为不同负载电流（0A、0.5A、1A、1.5A）下的输入和输出电压。

图5. 不同负载下的输入和输出电压。

图6显现了输出电压水平怎么随输出电流不同而改变。不同的线表明不同的输入电压。

图6. 输出电流和输出电压。

图7为不同输入电压和负载下的峰值功率。当输入为36 V、输出为1.5 A时，峰值功率到达91%。

图7. 峰值功率。

波特图显现了峰值功率作业条件下的环路稳定性，即 VDCINPUT= 36 V、 IOUTPUT= 1.5 A。

图8显现了环路呼应。

图8. 波特图。

图9和图10显现了输出峰峰值电压。图9是无负载电流的状况，图10是满负载的状况。

图9. 空载时输出峰峰值电压。

图10. 满负载1.5 A时输出峰峰值电压。

图11和12显现了负载瞬态呼应。图11为负载从零变为满负载。图12为负载从满负载变为零。CH1丈量的是输出电压（沟通。耦合。）。CH2丈量的是输出负载电流。

图11. 瞬态呼应（0 A至1.5 A）。

图12. 瞬态呼应（1.5 A至0 A）。

03。定论。

综上所述，对ACFC的研讨让咱们对其功能和功率有了重要知道。经过剖析二次整流电路的规划以及占空比的影响，咱们发现，当需求额定的辅佐栅极驱动电路时，最小占空比会受到约束。

此外，ACFC凭仗其超卓的能量收回特性，成为了有远景的高效电源体系解决方案。经过本文可知，占空比存在一个最佳规模。也就是说，最大占空比和最小占空比关于根据MOSFET的整流电路都很重要。

将本研讨的效果运用于规划和施行ACFC，有助于防止规划阶段出现问题。

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