移相控制零电压开关控制器UC3875的高频开关电源.doc

移相控制零电压开关控制器 UC3875 的高频开关电源作者:焦斌时间: 2007-01-18 来源: 摘要:为减小开关器件的开关损耗,提高开关频率,减小开关电源的体积、重量,提高效率,介绍了新型移相控制零电压开关 PWM 变换器(PSZVS-PWM) 工作原理,实现零电压开关的条件,并给出了由控制芯片UC387 5构成的实用高频开关电源电路。关键词:移相;控制;零电压开关;控制芯片引言近年来采用 PWM 调制技术的开关电源不断向高频化、线路简单化和控制电路集成化方向发展,使开关电路的体积、重量、效率都上了一个台阶。但在 PWM 控制方式中,开关器件多处于硬开关工作状态,开关器件有较高的开关损耗,限制了开关频率的提高;在关断大电流时,由于分布参数的存在, 开关元件承受了较大的开关应力。移相控制零电压开关 PWM 变换器(PSZVS-PWM) 利用变压器的漏感和功率管的寄生电容实现零电压开关,使开关损耗大为降低,从而减小了开关的体积,减轻了重量,提高了效率。工作原理图1为主电路结构图。VT A、VT B组成了超前桥臂,VT C、VT D组成了滞后桥臂。图 1中:VD A~VD D及C A~C D分别是 VT A~VT D的内部寄生二极管及寄生电容,C A=C B=C lead,C C=C D=C lag; LR(包括变压器的漏感)为谐振电感。控制芯片采用 UC3875, 可实现移相控制。开关管驱动信号如图 2所示,左桥臂(右桥臂)的两个开关管形成 180 ° 互补导通,对角两个开关管 VT A和VT D(或VT B和VT C)导通角相差一角度(移相角),通过调节移相角的大小即可调节输出电压。图2为移相控制零电压开关时序图。图 3为移相控制零电压开关变换器的主要波形图。图 4为开关状态图。(1) 初始状态 t<t 0(见图 4(a))。VT A、VT D导通,原边电流流通路径为:电源正端 U s+→VT A→C E→T 1→L R→VT D→电源负端 U s-,电流为 I P。(2) t 0<t<t 1阶段(见图 4(b))。t=t 0时刻,VT D驱动信号为零,原边电流流通路径从 VT D转移到电容 C C和C D支路,此时 C D充电,C C放电,可见 VT D是零电压关断。此阶段因 L R的缘故,I P近似不变。电容 C D、 C C上的电压为(3)t 1<t<t 2阶段(见图 4(c))。t=t 1时刻,VT C驱动信号为正,但VT C无电流流过,此时二极管 VD C导通,原边电流流通路径为:VT A→ C E→T 1→L R→VD C。可见,由于 VD C的导通,VT C的电压钳位在零位,则VT C为零电压导通。在 t 2时刻变压器原边 I P下降到 I 2。(4) t 2<t<t 3阶段(见图 4(d))。t 2时刻,VT A驱动信号为零, 原边电流流通路径从VT A转移到电容C A和C B支路,此时C A充电,C B放电, 可见 VT A是零电压关断。变压器原边电流为电容 CA和CB的电压为式中(5) t 3<t<t 4阶段(图4(e))。t 3时刻,VT B驱动信号为正,此刻 C B放电已结束,VT B零电压导通,原边电流流通路径为:电源正端 U s+→L R →T 1→C E→VT B→电源负端 U s-,原边电流 I P反向。零电压关断