基于移相全橋的60V/50A大功率可調(diào)電源

　　2 主要功能的實(shí)現(xiàn)

　　2.1 輸入部分的實(shí)現(xiàn)

　　輸入部分設(shè)計(jì)有保護(hù)電路，在啟動(dòng)過程中監(jiān)視PFC的輸出電壓，當(dāng)PFC電壓建立后，給出“允許主功率部分工作”信號(hào)，當(dāng)主功率部分接受到此信號(hào)才開始工作。當(dāng)PFC的輸出發(fā)生過、欠壓時(shí)切斷“允許主功率部分工作”信號(hào)，使主功率部分停止工作。2.2 主功率部分的實(shí)現(xiàn)

　　移相全橋ZVS電路在輸出輕載下實(shí)現(xiàn)主功率管的軟開關(guān)(ZVS)，主要方法有變壓器原邊電路串人飽和電感，采用輔助諧振網(wǎng)絡(luò)(有多種實(shí)現(xiàn)方式)，以及參考文獻(xiàn)[4]中提到的新型移相全橋ZVS電路等。原邊回路串人飽和電感(增加諧振電感)會(huì)使輕載時(shí)主功率變換部分效率很低，同時(shí)使主功率變換部分副邊占空比丟失現(xiàn)象加劇。在實(shí)際應(yīng)用中確定飽和電感很困難，因此一般是使用高頻電感。參考文獻(xiàn)[1]中介紹拆焊國(guó)外350V/10A軍用電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)主功率變壓器原邊繞組串聯(lián)的附加諧振電感器，是一種直徑為q~33mm的鐵硅鋁磁環(huán)，繞組用多股細(xì)線繞3.5圈，電感量為3.2lxH。本文研制的3kW大功率可調(diào)電源在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，加入飽和電感(增加諧振電感)對(duì)原邊電流波形有改善，但是原邊電壓波形隨著飽和電感電感值的增加而波形上的毛刺加大。一般折中考慮，可以使用微亨級(jí)鐵硅鋁材料的電感。

　　本文中研制的電源經(jīng)過綜合考慮采用輔助諧振網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)輸出輕載下主功率管的軟開關(guān)(ZVS)。主功率變換部分電路如圖2所示。主功率

　　變換部分采用移相全橋ZVS電路， 、c日 、 、D 、D止組成輔助諧振網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)于采用移相全橋ZVS的滯后橋臂，它不干擾主功率變壓器電路，功耗也小，其工作狀態(tài)不受負(fù)載電流大小的影響。輔助諧振網(wǎng)絡(luò)能使滯后橋臂開關(guān)管在輕載時(shí)實(shí)現(xiàn)ZVS，明顯減小占空比丟失，提高了電源的效率和可靠性。

　　輔助諧振網(wǎng)絡(luò)的電流增強(qiáng)原理是：當(dāng)滯后橋臂下管S 關(guān)斷時(shí)，輔助電感的電流與原邊電流同時(shí)流入節(jié)點(diǎn)B;而當(dāng)滯后橋臂上管S 關(guān)斷時(shí)，它們又同時(shí)流出節(jié)點(diǎn)B。也就是說兩種電流同時(shí)對(duì)并聯(lián)電容器充電、放電，它在各種負(fù)載電流時(shí)，特別是在輕載或者空載等惡劣條件下，也能在S 、s4開通之前，抽掉并聯(lián)電容器中的電荷，實(shí)現(xiàn)完滿的零電壓開關(guān)ZVS。

　　為串入主電路的電感，由于輔助諧振網(wǎng)絡(luò)的存在， 可以大大減小甚至取消。在本文中設(shè)計(jì)的3kW大功率可調(diào)電源沒有使用飽和電感厶，而是只使用了輔助諧振網(wǎng)絡(luò)。圖3給出了輸出12.9V/10A時(shí)滯后橋臂MOS管s 的d、s間及 s間的電壓波形?？梢钥闯鲈谳敵龉β蕿樵O(shè)計(jì)功率的4%左右時(shí)滯后橋臂已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零電壓開關(guān)。通過參考文獻(xiàn)[2】的理論分析可知，超前橋臂此時(shí)一定實(shí)現(xiàn)了零電壓開關(guān)。