基于全橋移相控制器UC3879的開關(guān)電源設(shè)計(jì)
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全橋移相變換器通過改變功率開關(guān)控制策略，使其中一個(gè)功率管先關(guān)斷，一次繞組的另一端仍與地相連，這使得漏感、諧振電感和MOSFE T的輸出電容構(gòu)成諧振網(wǎng)絡(luò)。這樣，一次繞組的開路端電壓振蕩到下管的母線端電位，然后下管MOSFET以ZVS(零電壓開關(guān))方式開通。接著與一次繞組滯后端相連的MOSFET可以關(guān)斷，且滯后端振蕩到上管母線端電位，最后上管MOSFET開通。MOSFET的開通、關(guān)斷波形見圖3。本文引用地址：http://2s4d.com/article/177578.htm
由于MOSSFET管在關(guān)斷瞬間，一次繞組的兩端都有一個(gè)單端流過的負(fù)載電流，所以每個(gè)MOSFET都實(shí)現(xiàn)了ZVS開通、關(guān)斷，錯(cuò)開了功率器件大電流和高電壓同時(shí)出現(xiàn)的硬開關(guān)狀態(tài)，抑制了MOSFET開通、關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰，減少了開關(guān)損耗與干擾。
4 諧振電感設(shè)計(jì)原則
ZVS的實(shí)質(zhì)就是：利用諧振過程對(duì)并聯(lián)電容充放電，讓某一橋臂電壓Ua或Ub快速升至電源電壓或降至零值，使同一橋臂即將開通管的并聯(lián)二極管導(dǎo)通，把該管兩端電壓迅速鉗在零位。而在主變壓器源端串接自我諧振電感Lr，可促使變換器滯后臂實(shí)現(xiàn)ZVS。
由于只有Lr參與諧振，如果諧振開始時(shí)Lr電流iLr較小，Lr儲(chǔ)能不夠，電容C的諧振電壓Uc的峰值就有可能達(dá)不到Uin，開關(guān)管的并聯(lián)二極管就不能導(dǎo)通，其對(duì)應(yīng)的開關(guān)管就不能實(shí)現(xiàn)零電壓開通。為了使電容的諧振電壓峰值能夠達(dá)到Uin，電感的儲(chǔ)能必須足夠，在諧振開始時(shí)電感Lr的電流iLr(0)必須滿足：
這一不等式是設(shè)計(jì)諧振電感Lr的依據(jù)。
Lr取值較大可有效抑制原邊電流急劇變化引起的寄生振蕩，減小上沖或下沖的尖峰毛刺，降低開關(guān)損耗；但Lr過大又會(huì)延長占空比丟失時(shí)間，降低整機(jī)效率。Lr取值小些可縮短原邊電流在死區(qū)時(shí)間諧振過零的反向過程，在輸入電壓最低、輸出電流最大時(shí)仍能控制移相穩(wěn)壓，提升電源效率；但Lr過小，雖使占空比丟失減小，但原邊電流上沖或下沖的尖峰毛刺會(huì)顯著增大，增大開關(guān)損耗，降低電源的可靠性。因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，在允許的范圍內(nèi)要多做比較，不斷優(yōu)化，以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。
5 結(jié)論
經(jīng)設(shè)計(jì)、調(diào)試后，開關(guān)電源在環(huán)境實(shí)驗(yàn)及常溫連續(xù)工作過程中輸出電壓穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，供電品質(zhì)較高，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
評(píng)論