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大功率电镀高频开关电源的设计分析

时间:05-01 来源:维库开发网 点击:

压开关难实现,这是ZVS移相全桥变换器最大的缺点。

  实际上超前臂和滞后臂实现软开关的条件有所差别。超前臂开关时,副边整流管工作在整流状态,输出滤波电感相当于串联在原边漏感上,电流变化率小,开关管并联电容上的电荷抽取速度快。滞后臂开关时,副边整流管工作在续流状态,只有原边漏感维持原边电流,电流变化率大,开关管并联电容上的电荷抽取速度慢。因此滞后臂软开关实现较超前臂为困难,这也是ZVS移相全桥变换器的缺点。

  为了让滞后臂实现ZVS更加容易,增大原边电流成了最直接的想法。原边电流的增大可以用增加励磁电流,或增大漏感(或外加的谐振电感)来实现。

  [t2,t4]时间段, 主变压器原边的电流尚未衰减到零、或恰好衰减到零,变压器初级处于续流状态,其两端的电压为零;[t4,t5]时间段,开关功率管Q2、Q3刚刚要开又未完全开通。从变压器退出续流状态,到t5时间后开关管完全开通,变压器并不输出电压,该段时间(图6阴影部分)即为丢失的占空比。占空比丢失是因电感剩余储能造成的。由于电感储能和流过电流的平方成正比,故重载时占空比丢失较为严重。即在原边承受方波电压时,由于支路上电感的存在,原边电流较小,无法向副边输送能量,反映为副边输出的占空比较原边为小。即ZVS移相造成了输出占空比丢失,也是ZVS移相全桥变换器的缺点。

  此外,如图6所示,[t1,t2]时间段原边电流在D2,主变压器原边,Lk,Q4之间形成环流的时候,电路仍处在续流模式。这表示电路中存在较大的环流,环流在半导体器件尤其是反并二极管中消耗较大能量,造成效率降低。而按前边的讨论,环流越大,软开关越容易。软开关提高的效率和环流降低的效率之间的矛盾,也是ZVS移相全桥变换器的缺点之一。

  6 结束语

  综上所述,ZVS移相全桥变换器存在轻载难以实现软开关、滞后臂软开关实现困难、占空比丢失与软开关条件相矛盾、以及环流损失相当一部分效率四大固有缺点,这些缺点仍然是今后需要继续研究解决的问题。

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