不對稱全橋相移式零電壓零電流電源適配器軟開關(guān)電路

   針對全橋 ZVZCS軟開關(guān)方案,提出的不對稱全橋相移式零電壓零電流( ps-zvzcsPWM)軟開關(guān)電路,與前述幾種方案相比有如下優(yōu)勢:

   ①主電源適配器變壓器原邊電路無有損器件,原邊損耗降至較低,整個電路也無外加有損吸收器件大大提高了整機的變換效率

   ②由于在變壓器副邊采取了有源鉗位的措施,因此RC吸收電路可以取消,降低損耗,且二極管反向尖峰電壓的抑制效果較佳?在選擇整流管的耐壓定額時,可以取低一級耐壓的二極管,利于進一步提高效率和可靠性?同時,由整流管寄生參數(shù)引起的振蕩也大大減弱?

     ③在使原邊電流復(fù)位的時間上,此方案與前述幾種方案相比,時間是較短的,而且此方案基本不存在副邊占空比丟失的問題,在大占空比的利用率上,此方案較佳

主電路原理簡圖

     防止全橋主變壓器的直流磁偏可采用較簡單可靠的方法,在原邊串聯(lián)隔直電容,同時提出不對稱全橋的概念,成功地阻止了原邊電流復(fù)位以后,由于隔直電容的加入而使原邊電流繼續(xù)反向流動的趨勢,使原邊電流回零以后能保持住?不對稱全橋相移式零電壓零電流軟開關(guān)電路方案主電路原理簡圖如圖4-7所示?

     從電源適配器主電路的拓撲形式上,可以看出該電路是不對稱的?四只主功率管的基本控制方式是移相控制,超前臂為S1?S3,有反并二極管和外接吸收電容,滯后臂為S2,S4,無反并二極管和吸收電容?輔管Sc的控制時序以超前臂Sl?S3控制脈沖的上升沿,觸發(fā)一單穩(wěn)高電平信號控制輔管的開通時間?因而,輔管的開關(guān)頻率是原邊主管的兩倍?本電路的目的是實現(xiàn)超前臂S1?S3零電壓開關(guān),滯后臂S2?S4零電流開關(guān),降低主管的開關(guān)損耗,提高整機的工作頻率,同時為實現(xiàn)全負載范圍內(nèi)的高變換效率準(zhǔn)備條件?該電路的工作過程簡述如下?

     當(dāng)S1?S4開通時,原邊能量向副邊傳輸?S1關(guān)斷后,原邊電流轉(zhuǎn)向C1和C2,C1充電,C2放電?此時,S1上的關(guān)斷電壓是緩慢上升的,屬零電壓關(guān)斷,直至下管S3的反并二極管導(dǎo)通?此時,開通下管S3,屬零電壓開通?S3開通脈沖的上升沿同時觸發(fā)一高電平,開通輔管Sc此時,副邊鉗位電容的電壓加在副邊上成為激勵,原邊會感應(yīng)出較高的電壓?此電壓的作用是使原邊電流迅速復(fù)位,為滯后臂S2?S4零電流開關(guān)準(zhǔn)備條件?原邊電流回零以后,輔管Sc才關(guān)斷?輔管一旦關(guān)閉,副邊相當(dāng)于短路,原邊電壓相應(yīng)也為零?此時,隔直電容C3上的電壓會反加在滯后臂S4管上?設(shè)計時,只要遵循限制隔直電容上脈動電壓幅值的原則,合理地運用IGBT的倒置特性,就能成功地防止變壓器原邊電流的逆向流動,并且保證IGBT不發(fā)生反向雪崩擊穿?此后,滯后臂S4零電流關(guān)斷?由于原邊漏感的存在,滯后臂S2的開通也為零電流開通?原邊電流反向,進入下半個周期的循環(huán)?此時,副邊整流管也正在完成換向?由于鉗位電容Cc的存在,整流管的反向尖峰電壓能夠很好地抑制?

     本電源適配器電路方案的副邊整流方式不僅適于全波整流,同樣也適于全橋整流方式,且基本工作原理保持不變?