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准谐振式开关变换器

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准谐振式开关变换器

研究了硬开关方法和全谐振式开关策略,两者都有优点,也存在着缺点,更为重要的优点和缺点将在下面做出总结。
电源适配器厂家(玖琪实业)研究准谐振式开关方法,这种方法可消除上述两种方法的某些缺点,并保留大部分优点。在开始之前,应总结一下上述两种方法的优点和缺点。

硬开关方法
缺点
(1)固有的高开关损耗。
(2)开关边沿过快造成宽频谱范围的EMI噪声。
(3)需要采用负载线整形技术
(4)开关器件中的瞬态功率应力过高。
(5)开关二极管中反向恢复电流过大
(6)工作频率的范围受限(归因于高开关损耗)

5伏电源适配器优点
(1)非常成熟的技术和许多行之有效的拓扑。相关的书籍和应用注释丰富,有种类齐全的控制1C可供选用
(2)能适应输入和负载的大范围变化。
(3)非谐振式电路,因此绕线式元件及开关器件中的电流更小,1R损耗也小。
(4)易于理解和设计。
(5)布局和绕线式元件的设计不是特别关键

全谐振式方法

缺点
(1)绕线式元件、电容和半导体中的大无功电流
(2)设计更加困难
(3)对负载和输入的变化更为敏感。

优点
(1)由于零电压或零电流开关,开关损耗更小。
(2)由于高频谐波少,因此降低了EM1和RF1。

准谐振式系统
巴西认证电源适配器厂家(玖琪实业)将研究某一准谐振式系统是如何克服硬开关和全谐振式开关的各种缺点,而将大部分优点保留的。
有多种准谐振系统得到应用,但本质上它们都通过零电压或零电流开关使开关器件的效率维持在较高水平。另外,全谐振系统中因过大的无功电流造成的过量铜损在准谐振系统中要小得多,这是因为谐振过程被限制在功率器件开通或关断期间,仅占整个开关波形的一小部分。
电源适配器厂家(玖琪实业)介绍的10kW变换器则更进一步,有效利用了某些寄生元件和某些通常被认为是不受欢迎的元件(如MOSFET衬底电容、变压器漏感和分布电容)。这些元件被利用起来并成为准谐振电路的一部分。因此,寄生元件已经不再成为一个问题,实际上它们有助于实现零电压开关。
现在让我们研究一台10kW准谐振功率变换器原边侧功率部分,此变换器是我所在的公司设计制作的,其性能在工业应用中得到证实。

全桥零电压换流移相调制10KW准谐振变换器
    以下介绍的10kW变换器是一个很好的一类准谐振开关变换器实例。该设计使用Utrode/Texas的UCC3895控制IC,这种设计经证实是高效率和高可靠性的。
    这个10kW的电路由两个相同的5kW(500V,10A)电路串联面成,输出为1000V10A。由于两部分基本相同,在以下进行功能分析时,只考虑其中一个5kW变换器。

功率部分
    为了简单起见,图只给出了5kW变换器的基本功率部分,将用它们来对主要功能做出解释。为了保证完整性,图给出了增加了部分关键缓冲元件的同一功率单元。(稍后再考虑缓冲电路。)
准谐振式开关变换器
5KW DC-DC变换器的基本功率变换级。左侧的输入来自三相208V、60Hz的交流市电。右侧的500V直流输出当电流高至10A时都可稳定。变压器T1提供1:2的升压及原边与副边的隔离。整流桥接至工作在准谐振开关模式的功率MOSFETC~Q1,零电压开关使开关损耗最小。占空比的调制由移相方波驱动电路提供。输出整流桥D2~D10和电感La使500V直流输出的纹波最小。L为零电压开关准谐振电路的一部分英规电源适配器

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| 发布时间:2018.12.18    来源:电源适配器厂家
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