為適應現代電子產品的發展需要，開關電源的設計朝著低電壓和大電流的趨勢發展。目前,該類型的模塊電源市場需求量很大,研究其相關技術有著重要的實際意義，其中正激變換器是最受歡迎的拓撲結構之一[1]。但是傳統的正激變換器無法實現軟開關，漏感和寄生電感會造成很大的電壓或電流尖峰，導致開關電源效率低下；另外，正激變換器有一個固有缺點是需附加電路才能實現變壓器磁復位。
    針對正激變換器的缺點，很多人提出了有源鉗位技術，相關的論文和成果也比較多[2-4]。有源鉗位技術解決了正激電路的變壓器磁復位，占空比可大于0.5，開關管的電壓應力低[5]，適合于輸入電壓范圍比較寬的應用場合。但是有源鉗位電路也有缺點，如果想要實現主功率開關管的ZVS 開通，需要在鐵心加氣隙以降低Lm，增大磁化電流。這樣做雖然實現了開關管的軟開通，但是會增加變壓器的鐵損。
    參考文獻[6-8]對有源箝位正激變換器的工作過程作了較詳細的分析, 本文則進一步深入分析了該變換器實現軟開關的條件，研究分析了一種能夠在全負載范圍內實現有源鉗位正激變換軟開關的電路。該電路不僅實現了主功率管的軟開關，并且完全不依賴于正激變壓器的參數，是一種非常理想的有源箝位正激軟開關變換電路。
1 新型有源鉗位正激軟開關變換器
1.1 固定伏特秒值控制器工作原理
    固定伏特秒控制電路原理如圖1所示，其工作原理如下：PWM脈沖發生器由高性能固定頻率電流模式控制器UC3842及其外圍電路構成。UC3842工作在開環狀態，輸出達到最大占空比0.96。U1為比較器，其正向輸入端接一固定的基準電壓DC 2.5 V；其反向輸入端通過電阻R1接直流母線，給電容C2充電。

    在PWM脈沖發生器的輸出由高變低時，電容C2通過Q1放電；在PWM脈沖發生器的輸出高電平時，電容 C2通過R1充電。因此在電容C2上為一個固定周期的鋸齒波信號，當鋸齒波信號的幅值超過比較器U1的同向輸入端電壓時，比較器輸出低電平，Q2導通，主開關管S1關斷。在電阻R1和電容C2固定不變的情況下，鋸齒波信號的上升斜率和直流母線電壓成正比，因此固定伏特秒電路輸出信號的占空比和直流母線電壓成正比。
1.2 磁放大穩壓電路工作原理
    該有源鉗位變換器副邊采用磁放大電路，通過對變壓器次級線圈輸出脈沖的脈寬進行控制實現精密穩壓。如圖2所示，L1為一個飽和電感。磁放大器的核心是一個由軟磁合金制成的帶有矩形磁滯回線的環形磁芯，具有矩形磁滯回線及易飽和的特性。

    磁放大穩壓原理如下：首先可以將磁放大器理解為一個PWM“磁開關”，在磁放大器飽和后，相當于“磁開關”打開，變壓器次級端方波脈沖通過，方波脈沖輻值×占空比等于輸出電壓。若輸出電壓升高，控制電路使磁放大器復位，退出飽和區，此時磁放大器相當于一個很大的電感，阻止變壓器次級端方波脈沖通過，即PWM“磁開關”關閉，這樣方波脈沖便會被“斬波”一部分，于是輸出電壓自然會下降，從而達到對輸出電壓穩壓的目的。
1.3 有源鉗位正激變換器的工作原理
    該有源鉗位變換器的主電路如圖2所示。鉗位開關S2和主功率開關S1的驅動信號互補。圖2中鉗位電容C1上的電壓為：

    圖4為滿載條件下，主開關管S1的驅動信號和漏源極電壓波形，其中波形1為S1的驅動波形Vgs1，波形2為S1的漏源極電壓。

    圖5為滿載條件下，鉗位開關管S2的驅動信號和漏源極電壓波形，其中波形1為S1的驅動波形Vgs2，波形2為S2的漏源極電壓。

    通過圖4和圖5的波形可以看到，該新型有源鉗位電路完全解決了主開關管的零電壓開通，相對于傳統的有源鉗位電路具有很大的優勢。
    本文針對模塊開關電源的發展趨勢以及有源鉗位電路的工作原理，研究了一種采用磁放大穩壓技術的有源鉗位正激軟開關電路，并進行了詳細的理論分析。經過樣機實驗，驗證了該理論分析的正確性，完全實現了主開關管和鉗位開關管的軟開關變換，并且不依賴于變壓器的設計，滿載輸出的轉換效率在89%以上。理論分析和實驗結果吻合，證明了本文研究的正確性。
參考文獻
[1] Chen Shinju，Chang Huangchang.Analysis and implementation of low-side active clamp forward converters with synchronous rectification[C].The 33rd Annual Conference of  the IEEE Industrial Electronics Society(IECON).2007.
[2] Yang Shijia，Qian Zhaoming，Ouyang Qian，et al.An improved  active-clamp ZVS forward converter circuit[C].Applied Power Elcetronics Conference and Exposition，2008.
[3] LIN B R，HUANG C E，WANG D.Analysis and implementation of a zero-voltage switching forward converter with a  synchronous rectifier[J].IEE Proc.-Electr.Power Appl.2005，152：1805-1092.
[4] 劉軍，詹曉東，嚴仰光.適合低壓大電流應用的DC/DC變換器的研究[J].電力電子技術，2002，36(3)：53-56.
[5] 劉勇剛，蔡麗娟，胡德成.基于單周期控制的有源箝位ZVS 正激變換器[J].電力電子技術，2006，40(5)：10-12.
[6] LEE S S，CHOI S W，MOON G W.High efficiency active clamp forward converter with synchronous switch controlled  ZVS operation[J].Journal of Power Electronics，2006，6(2)：131-138.
[7] 陳道煉，胡育文，嚴仰光.有源箝位正激變換器穩態分析與小信號特性[J].電工技術學報，2000，15(4)：40-46.
[8] 彭國平，楊旭，魚振民.有源鉗位正激變換器的分析和設計[J].電工技術，2003(10)：29-33.