有源钳位反激工作过程简析（2）

之前提到了CCM和CRM 的有源钳位反激(ACF)，因为反激主要用在小功率场合以及CCM反激的一些缺点，CRM的ACF应用更广。

下面就针对CRM ACF具体的工作过程进行简单分析(以UCC28780的控制方式为例)。

1.CRM ACF如何实现ZVS开通？开关信号由谁决定？

对于钳位管QH的ZVS，在开关管QL关断后的死区时间内，Iclamp会流经QH的体二极管，从而实现QH的ZVS开通；对于QL，在QH关断后的死区时间内，Iclamp与Im相等(理想条件下)，且均为负值，所以在死区时间内，Im对QL的结电容抽流，实现ZVS开通。

在控制中为了能够恰好实现ZVS开通，可以采用自适应死区时间调整的策略，如下图，通过检测Vsw电压，在Vsw电压达到所设定的阈值之后给响应的开关管开通信号。

上述是理想情况，在实际控制中，因为Vsw是高压信号，同时采样高点和低点电压不太容易实现，所以在UCC28070中，两者是分别采样的，Vsw高压信号通过辅助绕组采样，Vsw低压信号则同通过开关节点的电压采样(高压时给屏蔽掉，具体见datasheet)。

上图分别为QL off—QH on与QH off—QL on两个死区时间调整的示意图，因为对于QL而言，关断信号是由电压环的闭环反馈信号与电流采样信号决定，当两者相等时，给出QL的关断信号，然后QH的开通信号则是由实现QH的ZVS开通条件给出(Vsw大于某一值)。

而QH的关断信号以及QL的开通信号(记两者死区时间为tz)则不是那么确定，因为QL的ZVS既可以调节Im-(tDM)的大小，又可以调节tz的大小。

首先看QH关断后的波形，td(dr)为关断延迟时间，QH关断后，Im-作为给QL抽流的电流，如果恰好能实现ZVS开通，在IM-为零时，Vsw也将为0，如下图所示，这种方案应该是相对较优的，而在QH关断前，Vsw=Vbulk+NVo，因为在Vsw小于Vbulk之前Im都是反向增加的，所以可以加算出下图tz的值为:

上式中tz是随着Vbulk的增加而减小的，所以在某一输入电压下可以固定tz的大小，通过调节tDM的大小实现QL的自适应的ZVS开通(如果在当前周期没有实现ZVS，则在下一个周期增加tDM的大小，从而增加IM-；反之也可减小Im-，直至恰好实现ZVS，使损耗最小)。这里因为IM-本身较小，所以在抽流过程中不能看作是恒定值。

2.使用Si器件和GaN器件有何不同？电流跌落及其影响

Si和GaN器件的Coss差异较大，如下图，这种差异不仅会对实现软开关有影响，对ACF的波形也有较大影响。

如下图所示是使用不同类型的器件工作波形的差异，从中可以看出，对于寄生电容较大的同步整流管，在QL关断时Ipri有较大跌落，原边使用GaN器件的跌落更是明显，通过分析可以得到电流跌落的大小如下式：

式中Cpj为副边开关管寄生电容反射到原边的电容，可见原副边结电容相差越大，电流跌落越大，这个电流跌落主要用来给原副边结电容充电。从下图可以看出这种跌落能够将更多的电流传递至副边，使钳位电路流经的电流更小。

3.原边谐振和副边谐振有何不同？

ACF谐振方式可以分为原边谐振和副边谐振，其等效电路分别如下图所示，当反射到原边的输出电容远大于钳位电容时属于原边谐振方式，反之则为副边谐振方式，两种不同谐振方式对原副边电流波形的影响也较大。

如下图所示是原边谐振方式的波形(大概谐振3/4个周期，可作为设计钳位电容的依据)，如果参数设计不当，有可能会使副边电流在一个周期内出现两次过零，这对同步整流管的控制是非常不利的。

而副边谐振方式则不存在此问题。从下表可以看出原副边同时谐振的方案(副边为主)是相对较好的，在设计过程中应当满足谐振电流iLr能够与励磁电流相遇，并且通过调整谐振周期使其在励磁电流为负时相遇，然后共同对QL抽流，以实现QL的ZVS开通。