基于全桥移相控制器UC3879的开关电源设计
在关断瞬间,一次绕组的两端都有一个单端流过的负载电流,所以每个MOSFET都实现了ZVS开通、关断,错开了功率器件大电流和高电压同时出现的硬开关状态,抑制了MOSFET开通、关断时产生的电压尖峰,减少了开关损耗与干扰。
4 谐振电感设计原则
ZVS的实质就是:利用谐振过程对并联电容充放电,让某一桥臂电压Ua或Ub快速升至电源电压或降至零值,使同一桥臂即将开通管的并联二极管导通,把该管两端电压迅速钳在零位。而在主变压器源端串接自我谐振电感Lr,可促使变换器滞后臂实现ZVS。
由于只有Lr参与谐振,如果谐振开始时Lr电流iLr较小,Lr储能不够,电容C的谐振电压Uc的峰值就有可能达不到Uin,开关管的并联二极管就不能导通,其对应的开关管就不能实现零电压开通。为了使电容的谐振电压峰值能够达到Uin,电感的储能必须足够,在谐振开始时电感Lr的电流iLr(0)必须满足:
这一不等式是设计谐振电感Lr的依据。
Lr取值较大可有效抑制原边电流急剧变化引起的寄生振荡,减小上冲或下冲的尖峰毛刺,降低开关损耗;但Lr过大又会延长占空比丢失时间,降低整机效率。Lr取值小些可缩短原边电流在死区时间谐振过零的反向过程,在输入电压最低、输出电流最大时仍能控制移相稳压,提升电源效率;但Lr过小,虽使占空比丢失减小,但原边电流上冲或下冲的尖峰毛刺会显著增大,增大开关损耗,降低电源的可靠性。因此,在实际的设计过程中,在允许的范围内要多做比较,不断优化,以试验数据为准。
5 结论
经设计、调试后,开关电源在环境实验及常温连续工作过程中输出电压稳定,动态响应较快,供电品质较高,满足设计指标要求。
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