移相控制全桥ZVS-PWM变换器的分析与设计

大。在原边电流上冲过零点之前，结束tdead2让S4开通，以实现主动功率丌关管的零电压开通。若tdead2太长，原边电流过零反向流动之后，将难以实现零电压开通。因此滞后臂的ZVS条件可表示为

　　由此可见，根据上面的设计方法，两个死区时间的设计表达式是相同的。

　　由于

　　式中：n为变压器的变比；Lm为变压器初级电感量；fs为开关频率。

　　将式(3)代入式(1)和式(2)，可以得到两个死区时间的统一设计式

　　2．2 谐振参数的设计

　　谐振参数的设计是谐振变换器设计中非常重要的一环，该谐振参数的设汁可以按下面推荐的方法来设计。

　　首先根据变换器输入输出电压来计算出变压器的变比n，其计算公式如下。

　　式中：VOmin为输出直流电压：VD为输出整流二极管的通态压降；VIf为输出滤波电感上的直流压降；Dsecmax为副边占空比。

　　根据期望的谐振电容的最大应力VCmax，来设计谐振电容的大小，其计算公式如下。

　　式中：Tmax为最大开关周期。

　　再根据LC振荡频率fs来设计谐振电感Ls的大小，其计算公式如下。

　　Ls的选择也涉及到很多问题，取大些可有效地抑制原边电流急剧变化引起的寄生振荡，降低开关损耗；但过大义延长了占空比丢失时间，使整机的效率明显降低。如取小些，负载电流最大时仍能控制移相稳定，提高电源效率，但过小，虽然占空比丢失最小，但增大开关损耗，加剧了开关管的温升，降低了电源的可靠性。

　　3 实验结果

　　根据以上方法设计和制作了200W移相全桥谐振ZVS变换器实验样机，其主要参数如下：

　　输入直流电压Vin为280～550V；
　　输出直流电压Vo为24V；
　　输出电流Io为O"8.33A；
　　开关频率fs为200kHz；
　　4个主开关管为IRFPG40；
　　驱动控制芯片为UC3875；
　　MOSFET驱动芯片采用了MIC4420；
　　输出整流二极管为MUR3020；
　　输出滤波电感Lf为19.8μH；
　　输出滤波电容Cf为1800μF；
　　谐振电感Lr为28μH。
　　图4示出了电路的脉冲驱动波形和主开管两端所测脉冲波形。

　　4 结语

　　本文在移相全桥ZVS电路拓扑基础之上，根据等效电路模捌，分析了谐振电路在各时序工作模态下的电路原理。变换器的两个死区时间也合理设计来保证开关管的开关应力，同时满足各个开关管的ZVS实现条件。谐振参数的设计可以按推荐的方法次序来设计。

　　发展谐振技术可以提高开关频率、降低开关损耗、减少开关装置的体积和重量。因此更通用的谐振变换拓扑结构、谐振元件的集成化、谐振拄制技术将是今后发展的主要方向。