基于全橋移相控制器UC3879的開關電源設計
全橋移相變換器通過改變功率開關控制策略,使其中一個功率管先關斷,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的輸出電容構成諧振網絡。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)方式開通。接著與一次繞組滯后端相連的MOSFET可以關斷,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、關斷波形見圖3。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/177578.htm
由于MOSSFET管在關斷瞬間,一次繞組的兩端都有一個單端流過的負載電流,所以每個MOSFET都實現(xiàn)了ZVS開通、關斷,錯開了功率器件大電流和高電壓同時出現(xiàn)的硬開關狀態(tài),抑制了MOSFET開通、關斷時產生的電壓尖峰,減少了開關損耗與干擾。
4 諧振電感設計原則
ZVS的實質就是:利用諧振過程對并聯(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現(xiàn)ZVS。
由于只有Lr參與諧振,如果諧振開始時Lr電流iLr較小,Lr儲能不夠,電容C的諧振電壓Uc的峰值就有可能達不到Uin,開關管的并聯(lián)二極管就不能導通,其對應的開關管就不能實現(xiàn)零電壓開通。為了使電容的諧振電壓峰值能夠達到Uin,電感的儲能必須足夠,在諧振開始時電感Lr的電流iLr(0)必須滿足:
這一不等式是設計諧振電感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,降低開關損耗;但Lr過大又會延長占空比丟失時間,降低整機效率。Lr取值小些可縮短原邊電流在死區(qū)時間諧振過零的反向過程,在輸入電壓最低、輸出電流最大時仍能控制移相穩(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顯著增大,增大開關損耗,降低電源的可靠性。因此,在實際的設計過程中,在允許的范圍內要多做比較,不斷優(yōu)化,以試驗數(shù)據(jù)為準。
5 結論
經設計、調試后,開關電源在環(huán)境實驗及常溫連續(xù)工作過程中輸出電壓穩(wěn)定,動態(tài)響應較快,供電品質較高,滿足設計指標要求。
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