盡在PWM 控制與緩沖型半橋DC-DC變換器

2014-11-14 11:26 來源:電子信息網 作者:云際

從事電源設計的朋友都知道,半橋電路由兩個功率開關器件組成,并向外提供方波信號;而基于半橋而來的DC-DC轉換器由于結構簡單,并且易于操作,經常被用于中小功率電路的設計當中。常見的半橋控制器通常有兩種控制方法:一種是對稱控制;而另一種則是不對稱互補控制。本文小編就將分享實現半橋DC/DC變換器軟開關的PWM控制方法。

控制型軟開關PWM控制策略

控制型軟開關半橋DC/DC變換器不增加主電路元器件(可增加電感電容元件以實現軟開關條件),通過合理設計控制電路來實現軟開關。圖1給出4種控制型軟開關半橋DC/DC變換器的PWM控制策略。

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圖1 控制型軟開關PWM 控制策略

不對稱互補脈沖PWM控制

開關管的控制脈沖不對稱互補,采用此控制策略的傳統不對稱半橋變換器已廣泛應用于中小功率場合。其原邊開關管實現ZVS的方式有2種:負載電流ZVS 方式和勵磁電流ZVS方式。其優點是:兩個開關管都可實現ZVS;一些可改善移相全橋變換器滯后臂軟開關條件的措施也可用于不對稱半橋變換器;不存在硬開關中的震蕩問題;與移相全橋變換器相比,無循環能量。其缺點是:開關管電壓應力和開關管軟開關條件不一致,上管較難實現軟開關;整流管電壓應力不一致,且隨占空比變化,一些應用場合一個整流管電壓很高,器件較難選擇;輕載時會失去軟開關條件;變壓器直流偏磁,負載越重占空比越小,偏磁越嚴重;非常不適用于寬輸入或寬輸出電壓的應用場合。

移相脈沖PWM控制

采用此控制策略的半橋也稱為雙有源半橋。此控制策略與傳統的移相全橋拓撲類似,區別在于移相的兩個橋臂分布在變壓器的原副邊。此拓撲中,變壓器的漏感是中間儲能元件。原副邊半橋各產生一個占空比為50%的方波,通過調節輸出兩個橋之間的移相來控制變壓器漏感的能量從而調節輸出電壓。此拓撲可實現全負載范圍的軟開關,同時輸出又能獲得同步整流。其缺點是:循環能量非常大,輸出電流紋波大。為了改善輸出電流紋波大的缺點,移相ZVS半橋電路被提出。

脈沖移位PWM控制

脈沖移位PWM控制策略。上管下降沿與下管前沿互補,脈寬相同。可實現下管的ZVS開通,上管仍然是硬開關。其優點是:可減少部分開關損耗;變壓器不存在直流偏磁;整流管電壓應力對稱;寬范圍輸入上優于不對稱半橋。增加輔助電路可實現上管的ZVS。

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