有源箝位ZVSPWM控制串聯(lián)諧振變換器中提高同步整流效率的研究

在這一方案中，模態(tài)1和模態(tài)3是由于存在由Lr，Cr組成的諧振電路的存在而出現(xiàn)的。同步整流MOSFET在諸如模態(tài)1和模態(tài)3這樣的死區(qū)間隔內(nèi)工作。因此，S3和S4的ZVS實(shí)現(xiàn)了。如果沒(méi)有這一串聯(lián)諧振電路，將不會(huì)出現(xiàn)模態(tài)1和模態(tài)3；那么，由于在模態(tài)2和模態(tài)4之間轉(zhuǎn)換時(shí)間短且轉(zhuǎn)換電壓電流幅度大，將會(huì)由于存在寄生參數(shù)而造成很大的開(kāi)關(guān)噪聲。

42帶耦合電感倍流型整流電路

在圖5所示變換器中，其輸出電感是獨(dú)立的。為了減少磁芯的數(shù)目，如果讓這兩個(gè)電感耦合到一起，如圖7所示，則其工作模態(tài)分析如圖8所示。參數(shù)值和工作模態(tài)轉(zhuǎn)換順序和前面分析相似。在這種整流電路中，能量回饋現(xiàn)象不再出現(xiàn)。同樣，效率下降的原因也被消除了。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和對(duì)輸出電流和輸入電壓各個(gè)采樣點(diǎn)的分析，計(jì)算出的效率曲線比較圖如圖9所示。從中心抽頭型，倍流帶獨(dú)立輸出電感型和倍流帶偶合輸出電感型三種電路的效率特性比較中可以看出：通過(guò)倍流整流技術(shù)，在輕載條件下，效率得到了提高，如圖9(a)所示。另外用倍流型電路后，當(dāng)輸入電壓偏離48V時(shí)，對(duì)效率提高有了很大的作用，在負(fù)載為3.3V和5A，且輸入電壓在從40V到60V這一大范圍內(nèi)變化時(shí)，仍獲得了高于85％的效率，如圖9(b)所示。

5結(jié)語(yǔ)

電流諧振工作模式被認(rèn)為對(duì)開(kāi)關(guān)變換器的高效率設(shè)計(jì)非常有效。然而，在中心抽頭型同步整流電路

圖6圖5中所示變換器的工作模態(tài)

(a)模態(tài)1

(b)模態(tài)2

(c)模態(tài)3

(d)模態(tài)4

圖7具有帶耦合電感的倍流同步整流電路的ZVSPWM控制串聯(lián)諧振變換器

(a)模態(tài)1

(b)模態(tài)2

(c)模態(tài)3

(d)模態(tài)4
圖8圖7中所示變換器的工作模態(tài)

中，當(dāng)輸入電壓偏離特定值時(shí)，效率會(huì)下降。同時(shí)也說(shuō)明了效率下降的原因是能量回饋給輸入端所致。為解決此問(wèn)題，倍流型同步整流電路被提出用于ZVS－PWM串聯(lián)諧振變換器，從而使效率下降的原因被消除，在負(fù)載為3.3V和5A，且輸入電壓在從40V到60V這一范圍內(nèi)變化時(shí)，得到了85％的效率。