不對稱全橋相移式零電壓零電流電源適配器軟開關電路

   針對全橋 ZVZCS軟開關方案,提出的不對稱全橋相移式零電壓零電流( ps-zvzcsPWM)軟開關電路,與前述幾種方案相比有如下優勢:

   ①主電源適配器變壓器原邊電路無有損器件,原邊損耗降至最低,整個電路也無外加有損吸收器件大大提高了整機的變換效率

   ②由于在變壓器副邊采取了有源鉗位的措施,因此RC吸收電路可以取消,降低損耗,且二極管反向尖峰電壓的抑制效果最佳?在選擇整流管的耐壓定額時,可以取低一級耐壓的二極管,利于進一步提高效率和可靠性?同時,由整流管寄生參數引起的振蕩也大大減弱?

     ③在使原邊電流復位的時間上,此方案與前述幾種方案相比,時間是最短的,而且此方案基本不存在副邊占空比丟失的問題,在最大占空比的利用率上,此方案最佳

主電路原理簡圖

     防止全橋主變壓器的直流磁偏可采用最簡單可靠的方法,在原邊串聯隔直電容,同時提出不對稱全橋的概念,成功地阻止了原邊電流復位以后,由于隔直電容的加入而使原邊電流繼續反向流動的趨勢,使原邊電流回零以后能保持住?不對稱全橋相移式零電壓零電流軟開關電路方案主電路原理簡圖如圖4-7所示?

     從電源適配器主電路的拓撲形式上,可以看出該電路是不對稱的?四只主功率管的基本控制方式是移相控制,超前臂為S1?S3,有反并二極管和外接吸收電容,滯后臂為S2,S4,無反并二極管和吸收電容?輔管Sc的控制時序以超前臂Sl?S3控制脈沖的上升沿,觸發一單穩高電平信號控制輔管的開通時間?因而,輔管的開關頻率是原邊主管的兩倍?本電路的目的是實現超前臂S1?S3零電壓開關,滯后臂S2?S4零電流開關,降低主管的開關損耗,提高整機的工作頻率,同時為實現全負載范圍內的高變換效率準備條件?該電路的工作過程簡述如下?

     當S1?S4開通時,原邊能量向副邊傳輸?S1關斷后,原邊電流轉向C1和C2,C1充電,C2放電?此時,S1上的關斷電壓是緩慢上升的,屬零電壓關斷,直至下管S3的反并二極管導通?此時,開通下管S3,屬零電壓開通?S3開通脈沖的上升沿同時觸發一高電平,開通輔管Sc此時,副邊鉗位電容的電壓加在副邊上成為激勵,原邊會感應出較高的電壓?此電壓的作用是使原邊電流迅速復位,為滯后臂S2?S4零電流開關準備條件?原邊電流回零以后,輔管Sc才關斷?輔管一旦關閉,副邊相當于短路,原邊電壓相應也為零?此時,隔直電容C3上的電壓會反加在滯后臂S4管上?設計時,只要遵循限制隔直電容上脈動電壓幅值的原則,合理地運用IGBT的倒置特性,就能成功地防止變壓器原邊電流的逆向流動,并且保證IGBT不發生反向雪崩擊穿?此后,滯后臂S4零電流關斷?由于原邊漏感的存在,滯后臂S2的開通也為零電流開通?原邊電流反向,進入下半個周期的循環?此時,副邊整流管也正在完成換向?由于鉗位電容Cc的存在,整流管的反向尖峰電壓能夠很好地抑制?

     本電源適配器電路方案的副邊整流方式不僅適于全波整流,同樣也適于全橋整流方式,且基本工作原理保持不變?