有源钳位正激变换器与传统正激变换器相比有以下优势：磁芯工作在一三象限，提高了磁心利用率；能使开关管实现零电压开通( ZVS-ON )，大大减小开关损耗，提高电路效率；钳位电路还能吸收变压器漏感的浪涌能量，减小开关管的电压应力。

有源钳位可以分为高侧有源钳位和低侧有源钳位两种方式，低侧钳位是钳位电路与主开关管并联，高侧钳位是钳位电路与变压器初级绕组并联。两种钳位方式的电路工作原理类似，下面以低侧有源钳位为例，讨论有源钳位正激拓扑实现磁芯复位和开关 ZVS-ON （零电压开通）的原理。

图 1 所示为低侧有源钳位正激变换器的原理图。当主开关管导通 S1 时，输入电压加在变压器励磁电感两端，能量从变压器初级传递到次级，同时励磁电流增加；当辅助开关管 S2 导通时，变压器励磁电感两端的电压为钳位电压与输入电压之差，这段时间为变压器复位期。低侧钳位的辅助开关管必须为 P 型  MOSFET ，原因是其体二极管需要提供续流通路。在 S1 和 S2  开通和关断的死区时间里，初级电流通过辅助开关管  S2 或主开关管 S1 的体二极管续流，通过这个谐振过程为变换器开关管提供零电压开关 ZVS。

                                           

                             图1 低侧有源钳位正激变换器

在不考虑变压器漏感的情况下，由变压器磁复位原理伏秒数平衡可得：

式（1）中，D 为占空比。由电路图 1 可以看出，当主开关关断，不管辅助开关管 S2 导通还是二极管 D2 导通，钳位电压 V_CL 总是直接加在主开关管的漏源两端，即主开关管的电压应力等于 V_CL ，且其大小与变压器励磁电感无关。由式（1）看到，稳态时，V_CL=V_in/（1-D），因此主开关 S1 关断后，变压器初级电压为负（同名端电压低于异名端），磁芯励磁电流减小，磁芯开始复位过程。

注意调整主开关 S1 和辅助开关 S2 的死区时间，确保在二极管 D2 导通后再开通 S2，这样辅助开关 S2 就能实现 ZVS-ON。

假定钳位电容 C_c 足够大，在 S2 开通后，励磁电流降继续减小，一直减小到零后，然后反向增加，变压器初级电流的方向为负（从异名端流向同名端）。这个过程将持续到辅助开关 S2 关断。

辅助开关 S2 关断后，初级电流将持续流动（在励磁电感和变压器漏感储存了能量），这个电流将给电容 C1 放电，使得 C1 电压从 V_CL 开始降低，C1 电压降到零后，主开关 S1 的反并联二极管 D1 就会导通，C1 电压会保持为零, 这个时候就可以开通 S1，S1 就实现了软开关，ZVS-ON。要实现这一点，同样需要调整 S2 关断到 S1 开通之间的死区时间。同时，从下面的分析可以看到，要实现 ZVS-ON，对变压器的漏感也提出了要求。

为进一步提高电路效率，常采用同步整流，电路原理图如图 2 所示。其主要电量波形如图 3 所示。

从图 3 的波形可以看出，阶段 9 中，仅 L_r 与 C_r 谐振，C_r 放电，电流 i_Lr 上升，储存在 C_r 中的能量回馈到电源。主开关管 S1 能否实现 ZVS 开通，取决于开通之前，C_r 两端电压 V_Cr 是否已经谐振到 0，也即谐振电感 L_r 中储存的能量要大于谐振电容 C_r 储存的能量。

从辅助开关管 S2 关断到主开关管 S1 开通这段死区时间（包含阶段 8、阶段 9、 阶段 10）里，为保证电容 C_r 两端电压 V_Cr 谐振到 0，并且主开关 S1 在电流 i_Lr  反向的情况下开通，死区时间最好在谐振周期

的 1/4 左右。

有源钳位正激变换器在高功率模块电源中已得到了大量应用。这类模块电源的测试老化过程中需要测量模块在不同输入电压电压下的性能指标，亿万28的可编程电源可方便组成自动测试系统，满足不同规格电源模块的测试老化需求。

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