尽在PWM 控制与缓冲型半桥DC-DC变换器

2014-11-14 11:26 来源:电子信息网 作者:云际

从事电源设计的朋友都知道,半桥电路由两个功率开关器件组成,并向外提供方波信号;而基于半桥而来的DC-DC转换器由于结构简单,并且易于操作,经常被用于中小功率电路的设计当中。常见的半桥控制器通常有两种控制方法:一种是对称控制;而另一种则是不对称互补控制。本文小编就将分享实现半桥DC/DC变换器软开关的PWM控制方法。

控制型软开关PWM控制策略

控制型软开关半桥DC/DC变换器不增加主电路元器件(可增加电感电容元件以实现软开关条件),通过合理设计控制电路来实现软开关。图1给出4种控制型软开关半桥DC/DC变换器的PWM控制策略。

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图1 控制型软开关PWM 控制策略

不对称互补脉冲PWM控制

开关管的控制脉冲不对称互补,采用此控制策略的传统不对称半桥变换器已广泛应用于中小功率场合。其原边开关管实现ZVS的方式有2种:负载电流ZVS 方式和励磁电流ZVS方式。其优点是:两个开关管都可实现ZVS;一些可改善移相全桥变换器滞后臂软开关条件的措施也可用于不对称半桥变换器;不存在硬开关中的震荡问题;与移相全桥变换器相比,无循环能量。其缺点是:开关管电压应力和开关管软开关条件不一致,上管较难实现软开关;整流管电压应力不一致,且随占空比变化,一些应用场合一个整流管电压很高,器件较难选择;轻载时会失去软开关条件;变压器直流偏磁,负载越重占空比越小,偏磁越严重;非常不适用于宽输入或宽输出电压的应用场合。

移相脉冲PWM控制

采用此控制策略的半桥也称为双有源半桥。此控制策略与传统的移相全桥拓扑类似,区别在于移相的两个桥臂分布在变压器的原副边。此拓扑中,变压器的漏感是中间储能元件。原副边半桥各产生一个占空比为50%的方波,通过调节输出两个桥之间的移相来控制变压器漏感的能量从而调节输出电压。此拓扑可实现全负载范围的软开关,同时输出又能获得同步整流。其缺点是:循环能量非常大,输出电流纹波大。为了改善输出电流纹波大的缺点,移相ZVS半桥电路被提出。

脉冲移位PWM控制

脉冲移位PWM控制策略。上管下降沿与下管前沿互补,脉宽相同。可实现下管的ZVS开通,上管仍然是硬开关。其优点是:可减少部分开关损耗;变压器不存在直流偏磁;整流管电压应力对称;宽范围输入上优于不对称半桥。增加辅助电路可实现上管的ZVS。

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