近年來采用PWM調(diào)制技術(shù)的開關(guān)電源不斷向高頻化、線路簡單化和控

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2、效率。工作原理圖1為主電路結(jié)構(gòu)圖。VTA、VTB 組成了超前橋臂,VTC、VTD 組成了滯后橋臂。圖1中: VDAVDD 及CA CD 分別是VTA VTD 的內(nèi)部寄生二極管及寄生電容, CA =CB =Clead , CC =CD =Clag ;LR (包括變壓器的漏感)為諧振電感?？刂菩酒捎肬C3875,可實(shí)現(xiàn)移相控制。開關(guān)管驅(qū)動信號如圖2所示,左橋臂(右橋臂)的兩個開關(guān)管形成180°互補(bǔ)導(dǎo)通,對角兩個開關(guān)管VTA 和VTD (或VTB 和VTC )導(dǎo)通角相差一角度(移相角) ,通過調(diào)節(jié)移相角的大小即可調(diào)節(jié)輸出電壓。圖2為移相控制零電壓開關(guān)時序圖。圖3為移相控制零電壓開關(guān)變換器

3、的主要波形圖。圖4為開關(guān)狀態(tài)圖。(1) 初始狀態(tài)t < t0 (見圖4 ( a) ) 。VTA、VTD導(dǎo)通,原邊電流流通路徑為:電源正端Us + VTACE T1 LR VTD 電源負(fù)端Us - ,電流為IP。(2) t0 < t < t1 階段(見圖4 ( b) ) 。t = t0 時刻,VTD 驅(qū)動信號為零,原邊電流流通路徑從VTD轉(zhuǎn)移到電容CC 和CD 支路,此時CD 充電, CC 放電,可見VTD 是零電壓關(guān)斷。此階段因LR 的緣故, IP 近似不變。電容CD、CC 上的電壓為( 3) t1 < t < t2 階段(見圖4 ( c) ) 。t = t1 時

4、刻,VTC 驅(qū)動信號為正,但VTC 無電流流過,此時二極管VDC 導(dǎo)通,原邊電流流通路徑為: VTA CET1 LR VDC?？梢?由于VDC 的導(dǎo)通,VTC 的電壓鉗位在零位,則VTC 為零電壓導(dǎo)通。在t2 時刻變壓器原邊IP 下降到I2。(4) t2 < t < t3 階段(見圖4 ( d) ) 。t2 時刻,VTA 驅(qū)動信號為零,原邊電流流通路徑從VTA 轉(zhuǎn)移到電容CA 和CB 支路,此時CA 充電, CB 放電,可見VTA 是零電壓關(guān)斷。變壓器原邊電流為電容CA 和CB 的電壓為式中 (5) t3 < t < t4 階段(圖4 ( e) ) 。t3 時刻, VT

5、B驅(qū)動信號為正,此刻CB 放電已結(jié)束,VTB 零電壓導(dǎo)通,原邊電流流通路徑為:電源正端Us + LR T1 CE VTB 電源負(fù)端Us - ,原邊電流IP 反向。零電壓關(guān)斷實(shí)現(xiàn)條件(1) 超前開關(guān)管的ZVS是利用次級輸出濾波電感在電流最大時提供的能量實(shí)現(xiàn)的。超前橋臂實(shí)現(xiàn)零壓開通的條件為式中td 超前橋臂死區(qū)時間n變壓器變比Is 負(fù)載電流( 2) 滯后開關(guān)管的ZVS是利用次級輸出濾波電感在電流最小時提供的能量實(shí)現(xiàn)的。由此可見,變換器的開關(guān)管是利用次級濾波電感器的能量來實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)的。滯后橋臂零電壓導(dǎo)通的條件須滿足:其中: Lr 為原邊電感; IP,min為原邊電流最小值; Us為輸入電壓; C

6、E 為變壓器副邊并聯(lián)電容; Cxfmr為變壓器副邊分布電容。應(yīng)用實(shí)例(1) UC3875 控制器。圖5 為移相控制器UC3875管腳排列。1腳:參考電壓輸出; 2腳:內(nèi)部運(yùn)放輸出端; 3腳:運(yùn)放輸入端( - ) ;可接入一反饋電壓信號, 2腳與3腳之間接一阻容網(wǎng)絡(luò),以穩(wěn)定輸出電壓; 4腳:運(yùn)放輸入端( + ) ,可接入給定電壓信號,以控制輸出電壓大小; 5腳:電流檢測,可實(shí)現(xiàn)電流保護(hù); 6 腳: 軟起動; 7 腳: C /D 兩功率管的延遲; 8腳:驅(qū)動輸出至D管; 9腳:驅(qū)動輸出至C管; 10腳:驅(qū)動信號電源; 11腳:芯片工作電壓;一般10: 11腳接同一電壓; 12腳:主電路接地端; 1

7、3腳:驅(qū)動輸出至B管; 14腳:驅(qū)動輸出至A管; 15腳: A /B兩功率管的延遲信號; 16腳:開關(guān)頻率設(shè)置端; 17腳:時鐘信號輸出端; 18腳:斜坡信號補(bǔ)償; 19腳:斜坡信號發(fā)生端; 20腳:信號地。UC3875可實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)移相控制,也可實(shí)現(xiàn)電壓模式控制或電流模式控制,控制芯片還能實(shí)現(xiàn)快速過電流保護(hù)(70 ns) 。芯片工作電壓一般為20 V,當(dāng)工作電壓低于10. 75 V時實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。(2) 應(yīng)用電路。圖6為采用UC3875構(gòu)成的開關(guān)電源實(shí)用電路。圖中: IC1 構(gòu)成的電路輸出一直流電壓12 V供蓄電池充電; C13構(gòu)成軟啟動電路, C13充電電壓達(dá)到4. 8 V時電路啟動; IC2 構(gòu)成了電壓反饋,使T3 輸出電壓經(jīng)整流后穩(wěn)定在12 V, IC4 也采用UC3875構(gòu)成了第2級逆變,輸出直流電壓48 V,作為通信電源; IC1 及IC4 構(gòu)成了二級逆變,從而組成了一個在線式開關(guān)電源。電網(wǎng)供電正常時,由電網(wǎng)經(jīng)過兩級逆變輸出所需的48 V直流電壓。當(dāng)電網(wǎng)斷電后,第二級逆變器由蓄電池供電,輸出所需的48 V直流電壓。圖7為變壓器原邊電壓電流波形圖,圖8