一种基于PWM软开关模式的开关电源设计方案

2020-08-31 15:38字体:
  

  移相全桥变换器可能大大削减功率管的开闭电压、电流应力和尖刺扰乱,消浸损耗,降低开闭频率。若何以

  这款软开闭电源采用了全桥变换器构造,利用MOSFET动作开闭管来利用,参数为1000V/24A.采用移相ZVZCSPWM节制,即超前臂开闭管杀青ZVS、滞后臂开闭管杀青ZCS.电道构造简图如图1,VT1~VT4是全桥变换器的四只MOSFET开闭管,VD1、VD2差异是超前臂开闭管VT1、VT2的反并超疾光复二极管,C1、C2差异是为了杀青VTl、VT2的ZVS修立的高频电容,VD3、VD4是反向电流阻断二极管,用来杀青滞后臂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组成的高频整流电道以及Lf、C3、C4等滤波器件构成。

  当开闭管VT1、VT4或VT2、VT3同时导通时,电道任务情状与全桥变换器的硬开闭任务形式情状雷同,主变压器原边向负载供给能量。通过移相节制,正在闭断VT1时并不就地闭断VT4,而是遵照输出反应信号确定移相角,过程必然年华后再闭断VT4,正在闭断VT1之前,因为VT1导通,其并联电容C1上电压等于VT1的导通压降,理念情形下其值为零,当闭断VT1工夫,C1着手充电,因为电容电压不行突变,所以,VT1即是零电压闭断。

  因为变压器漏感L1k以及副边整流滤波电感的效率,VT1闭断后,原边电流不行突变,连接给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,则VT2即是零电压开通。

  当C1充满电、C2放电完毕后,因为VD2是导通的,此时加正在变压器原边绕组和漏感上的电压为阻断电容Cb两头电压,原边电流着手减小,但连接给Cb充电,直到原边电流为零,这时因为VD4的阻断效率,电容Cb不行通过VT2、VT4、VD4举行放电,Cb两头电压支持稳固,这时流过VT4电流为零,闭断VT4即是零电流闭断。

  闭断VT4往后,过程预先修立的死区年华后开通VT3,因为电压器漏感的存正在,原边电流不行突变,所以VT3即是零电流开通。

  VT2、VT3同时导通后原边向负载供给能量,必然年华后闭断VT2.因为C2的存正在,VT2是零电压闭断,宛如前面理会,原边电流这时不行突变,C1过程VD3、VT3.Cb放电完毕后,VD1自然导通,此时开通VT1即是零电压开通,因为VD3的阻断,原边电流降为零往后,闭断VT3,则VT3即是零电流闭断,过程预选修立好的死区年华延迟后开通VT4,因为变压器漏感及副边滤波电感的效率,原边电流不行突变,VT4即是零电流开通。

  ZVZCSPWM全桥变换器拓扑的理念任务波形如图2所示,此中Uab示意主电道图3中a、b两点之间的电压,ip为变压器T原边电流,Ucb为阻断电容Ub上的电压,Urect是副边整流后的电压。

  为了杀青主回道开闭管ZVZCS软开闭,采用UC3875为其策画了PWM移相节制电道,如图3所示。商讨到所选MOSFET功率斗劲大,对芯片的四个输出驱动信号举行了功率放大,再经高频脉冲变压器T1、T2分开,结果过程驱动电道驱动MOSFET开闭管。

  通盘节制体系悉数供电均用统一个15V直流电源,实践中修立开闭频率为70kHz,死区年华修立为1.5μs,采用粗略的电压节制形式,电源输出直流电压通过采样电道、光电分开电道后变成节制信号,输入到UC3875偏差放大器的EA,节制UC3875偏差放大器的输出,从而节制芯片四个输出之间的移相角巨细,使电源不妨安闲任务,图中R6、C5接正在EA和E/AOUT之间组成PI节制。正在本策画中把CS+端用作毛病包庇电道,当爆发输出过压、输出过流、高频变原边过流、开闭管过热等毛病时,通过必然的转换电道,把毛病信号转换为高于2.5V的电压接到CS+端,使UC3875四个输出驱动信号全为低电平,对电道杀青包庇。

  图4是开闭管的驱动电道。分开变压器的策画采用AP法,变比为1:1.3的三绕组变压器。UC3875输出的单极性脉冲过程放大电道、分开电道和驱动电道后变成+12V/一5V的双极性驱动脉冲,担保开闭管的安闲开通和闭断。

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