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電源適配器Ps（Phase　Shifted）軟開關(guān)變換器

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電源適配器Ps（Phase　Shifted）軟開關(guān)變換器

     在電源適配器中，全橋移相控制軟開關(guān)PWM變換器的研究十分活躍。它是直流電源適配器實(shí)現(xiàn)高頻化的理想拓?fù)渲?，尤其是在中、大功率的?yīng)用場(chǎng)合。移相控制方式是全橋變換器特有的一種控制方式，是指保持每個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間不變，同一橋臂兩只管子相位相差180°。對(duì)全橋變換器來說，只有對(duì)角線上的兩只開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，變換器才輸出功率。所以，可通過調(diào)節(jié)對(duì)角線上的兩只開關(guān)管導(dǎo)通重合角的寬度來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制。如果我們定義此導(dǎo)通重合角的脈寬為輸出脈寬的話，實(shí)際上就成為PWM控制方式。因此，人們也稱此類變換器為移相全橋PWM( ps-fb-pwn)變換器。通常定義首先開通的兩只開關(guān)管為超前橋臂，后開通的兩只開關(guān)管為滯后橋臂。

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     目前，全橋移相控制軟開關(guān)PWM變換器的研究熱點(diǎn)已由單純地實(shí)現(xiàn)零電壓軟開關(guān)（ZVS）轉(zhuǎn)向同時(shí)實(shí)現(xiàn)零壓零流軟開關(guān)（ZVZCS）。全橋移相控制ZVS方案至少有四點(diǎn)缺陷：
     ①全橋電路內(nèi)有自循環(huán)能量，影響變換效率；
     ②副邊存在占空度丟失，大占空度利用不充分；
     ③在副邊整流管換流時(shí)，存在諧振電感與整流管的寄生電容的強(qiáng)烈振蕩，導(dǎo)致整流管的電壓應(yīng)力較高，吸收電路的損耗較大，且有較大的開關(guān)噪音；
     ④滯后臂實(shí)現(xiàn)零電壓軟開關(guān)的受負(fù)載和電源適配器電壓的影響。
     另外，在功率器件發(fā)展領(lǐng)域，1GBT以其優(yōu)越的性價(jià)比，在中大功率的應(yīng)用場(chǎng)合已普遍實(shí)用化。因而，針對(duì)全橋移相控制ZVS方案存在的問題，各種全橋相移ZVZCS軟開關(guān)的方案應(yīng)運(yùn)而生。目前，正在研究或已產(chǎn)品化的全橋ZVZCS軟開關(guān)技術(shù)主要有：變壓器原邊串聯(lián)飽和電感和適當(dāng)容量的隔直阻斷電容，變壓器原邊串聯(lián)適當(dāng)容量的隔直阻斷電容，滯后臂的開關(guān)管串聯(lián)二極管、利用IGBT的反向雪崩擊穿電壓使原邊電流復(fù)位的方法實(shí)現(xiàn)ZCS軟開關(guān)等。
     除利用IGBT的反向雪崩擊穿電壓使原邊電流復(fù)位的方法實(shí)現(xiàn)ZCS軟開關(guān)方案為有限雙極性控制方式以外，其他幾種方案的控制方式全為相移PWM方式。上述幾種方案都能解決全橋相移zVs的固有缺陷，如大幅度地降低電路內(nèi)部的自循環(huán)能量，提高變換效率；減少副邊的占空度丟失，提高大占空度的利用率；軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)范圍基本不受電源適配器電壓和負(fù)載變化的影響，實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的高變換效率，為提高電路的開關(guān)頻率準(zhǔn)備了條件，使整機(jī)的輕量化、小型化成為可能，可進(jìn)一步提高整機(jī)的功率變換密度，符合開關(guān)電源適配器行業(yè)的發(fā)展方向。
     但是，這幾種方案還是有不足之處。它們都是在電源適配器變壓器的原邊采取措施實(shí)現(xiàn)ZVZCS軟開關(guān)。為了使原邊電流復(fù)位，它們都付出了使原邊損耗加大的代價(jià)。飽和電感是有損耗器件，且在開關(guān)頻率較高時(shí)損耗會(huì)加大。對(duì)飽和電感磁芯材料的要求也很高，不易產(chǎn)品化。滯后臂的開關(guān)管串聯(lián)二極管會(huì)增加功率傳輸時(shí)的損耗，二極管的發(fā)熱量不小，需要散熱器固定。利用lGBT的反向雪崩擊穿電壓使原邊電流復(fù)位則是使變壓器原邊漏感能量消耗在1GBT上，且受IGBT反向雪崩擊穿能量的限制，影響IGBT的可靠運(yùn)用。
     上述方案在副邊都沒有采取措施。為了防止在副邊整流管換流時(shí)，變壓器漏感與整流管寄生電容的強(qiáng)烈振蕩和由于二極管反向恢復(fù)電流引起的整流管電壓應(yīng)力過高，勢(shì)必要在整流管上加RC吸收，以降低反向尖峰電壓。此時(shí)，RC吸收電路會(huì)帶來損耗，且反向尖峰電壓的抑制作用達(dá)不到較佳效果，同時(shí)易引起較大的開關(guān)噪音。在選擇整流管的耐壓定額時(shí)，要考慮此反向尖峰電壓的影響。

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.03.31    來源：電源適配器廠家
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