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移相全桥为主电路的软开关电源设计详解
2014-09-11 11:10 来源:电源网 铃铛
移相全桥变换器可以大大减少功率管的开关电压、电流应力和尖刺干扰,
降低损耗,提高开关频率。如何以 UC3875 为核心,设计一款基于 PWM 软开
关模式的开关电源?请见下文详解。
主电路分析
这款软开关电源采用了全桥变换器构造,使用 MOSFET 作为开关管来使用,
参数为 1000V/24A 。 采 用 移 相 ZVZCSPWM 控 制 , 即 超 前 臂 开 关 管 实 现
ZVS、滞后臂开关管实现 ZCS。电路构造简图如图 1,VT1~VT4 是全桥变换
器的四只 MOSFET 开关管,VD1、VD2 分别是超前臂开关管 VT1、VT2 的反
并超快恢复二极管,C1、C2 分别是为了实现 VTl、VT2 的 ZVS 设置的高频电
容,VD3、VD4 是反向电流阻断二极管,用来实 现滞 后臂 VT3、 VT4 的
ZCS,Llk 为变压器漏感,Cb 为阻断电容,T 为主变压器,副边由 VD5~VD8
构成的高频整流电路以及 Lf、C3、C4 等滤波器件组成。
图 1 1.2kw 软开关直流电源电路构造简图
其根本工作原理如下:
当开关管 VT1、VT4 或 VT2、VT3 同时导通时,电路工作情况与全桥变换
器的硬开关工作模式情况一样,主变压器原边向负载提供能量。通过移相控制,
在关断 VT1 时并不马上关断 VT4,而是根据输出反应信号决定移相角,经过一
定时间后再关断 VT4,在关断 VT1 之前,由于 VT1 导通,其并联电容 C1 上电
压等于 VT1 的导通压降,理想状况下其值为零,当关断 VT1 时刻,C1 开场充
电,由于电容电压不能突变,因此,VT1 即是零电压关断。
由于变压器漏感 L1k 以及副边整流滤波电感的作用,VT1 关断后,原边电
流不能突变,继续给 Cb 充电,同时 C2 也通过原边放电,当 C2 电压降到零后,
VD2 自然导通,这时开通 VT2,那么 VT2 即是零电压开通。
当 C1 充满电、C2 放电完毕后,由于 VD2 是导通的,此时加在变压器原
边绕组和漏感上的电压为阻断电容 Cb 两端电压,原边电流开场减小,但继续
给 Cb 充电,直到原边电流为零,这时由于 VD4 的阻断作用,电容 Cb 不能通
过 VT2、VT4、VD4 进展放电,Cb 两端电压维持不变,这时流过 VT4 电流为
零,关断 VT4 即是零电流关断。
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