基于UC3875的全橋軟開關(guān)直流電源設(shè)計(jì)
2 基于UC3875的主控制回路設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)主回路開關(guān)管ZVZCS軟開關(guān),采用UC3875為其設(shè)計(jì)了PWM移相控制電路,如圖3所示??紤]到所選MOSFET功率比較大對芯片的四個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)行了功率放大,再經(jīng)高頻脈沖變壓器T1、T2隔離最后經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)MOSFET開關(guān)管。整個(gè)控制系統(tǒng)所有供電均用同一個(gè)15V直流電源,實(shí)驗(yàn)中設(shè)置開關(guān)頻率為70kHz,死區(qū)時(shí)間設(shè)置為1.5μs,采用簡單的電壓控制模式,電源輸出直流電壓通過采樣電路、光電隔離電路后形成控制信號,輸入到UC3875誤差放大器的EA一,控制UC3875誤差放大器的輸出,從而控制芯片四個(gè)輸出之間的移相角大小,使電源能夠穩(wěn)定工作,圖中R6、C5接在EA一和E/AOUT之間構(gòu)成PI控制。在本設(shè)計(jì)中把CS+端用作故障保護(hù)電路,當(dāng)發(fā)生輸出過壓、輸出過流、高頻變原邊過流、開關(guān)管過熱等故障時(shí),通過一定的轉(zhuǎn)換電路,把故障信號轉(zhuǎn)換為高于2.5V的電壓接到CS+端,使UC3875四個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)信號全為低電平,對電路實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
圖4是開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路。隔離變壓器的設(shè)計(jì)采用AP法、變比為l:1.3的三繞組變壓器。UC3875輸出的單極性脈沖經(jīng)過放大電路、隔離電路和驅(qū)動(dòng)電路后形成+12V/一5V的雙極性驅(qū)動(dòng)脈沖,保證開關(guān)管的穩(wěn)定開通和關(guān)斷。
3 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
PSpice是一款功能強(qiáng)大的電路分析軟件,對開關(guān)頻率70kHz的ZVZCS軟開關(guān)電源的仿真是在PSpice9.1平臺(tái)上進(jìn)行的。
實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的主回路結(jié)構(gòu)采用圖1所示的電路拓?fù)?,阻斷二極管采用超快恢復(fù)大功率二極管RHRG30120,其反向恢復(fù)時(shí)間在100ns以內(nèi),滿足70kHz開關(guān)頻率的要求。開關(guān)管MOSFET采用IXYS公司的IXFK24N100開關(guān)管,這種型號MOS管自身反并有超快恢復(fù)二極管,其反向恢復(fù)時(shí)間約250ns。
圖5是超前橋臂開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電壓與管壓降波形圖,(a)為仿真波形、(b)為實(shí)驗(yàn)波形,可見超前臂開關(guān)管完全實(shí)現(xiàn)了ZVS開通,VT1、VT2關(guān)斷時(shí)是依賴其自身很小的結(jié)電容來實(shí)現(xiàn)的,從圖中可以看出,關(guān)斷時(shí)也基本實(shí)現(xiàn)了ZVS關(guān)斷。
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