基于移相全橋的60V/50A大功率可調電源

　　2 主要功能的實現

　　2.1 輸入部分的實現

　　輸入部分設計有保護電路，在啟動過程中監視PFC的輸出電壓，當PFC電壓建立后，給出“允許主功率部分工作”信號，當主功率部分接受到此信號才開始工作。當PFC的輸出發生過、欠壓時切斷“允許主功率部分工作”信號，使主功率部分停止工作。2.2 主功率部分的實現

　　移相全橋ZVS電路在輸出輕載下實現主功率管的軟開關(ZVS)，主要方法有變壓器原邊電路串人飽和電感，采用輔助諧振網絡(有多種實現方式)，以及參考文獻[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)會使輕載時主功率變換部分效率很低，同時使主功率變換部分副邊占空比丟失現象加劇。在實際應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[1]中介紹拆焊國外350V/10A軍用電源時，發現主功率變壓器原邊繞組串聯的附加諧振電感器，是一種直徑為q~33mm的鐵硅鋁磁環，繞組用多股細線繞3.5圈，電感量為3.2lxH。本文研制的3kW大功率可調電源在實驗中發現，加入飽和電感(增加諧振電感)對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，可以使用微亨級鐵硅鋁材料的電感。

　　本文中研制的電源經過綜合考慮采用輔助諧振網絡來實現輸出輕載下主功率管的軟開關(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止組成輔助諧振網絡并聯于采用移相全橋ZVS的滯后橋臂，它不干擾主功率變壓器電路，功耗也小，其工作狀態不受負載電流大小的影響。輔助諧振網絡能使滯后橋臂開關管在輕載時實現ZVS，明顯減小占空比丟失，提高了電源的效率和可靠性。

　　輔助諧振網絡的電流增強原理是：當滯后橋臂下管S 關斷時，輔助電感的電流與原邊電流同時流入節點B;而當滯后橋臂上管S 關斷時，它們又同時流出節點B。也就是說兩種電流同時對并聯電容器充電、放電，它在各種負載電流時，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，抽掉并聯電容器中的電荷，實現完滿的零電壓開關ZVS。

　　為串入主電路的電感，由于輔助諧振網絡的存在， 可以大大減小甚至取消。在本文中設計的3kW大功率可調電源沒有使用飽和電感厶，而是只使用了輔助諧振網絡。圖3給出了輸出12.9V/10A時滯后橋臂MOS管s 的d、s間及 s間的電壓波形。可以看出在輸出功率為設計功率的4%左右時滯后橋臂已經實現了零電壓開關。通過參考文獻[2】的理論分析可知，超前橋臂此時一定實現了零電壓開關。