基于移相全桥的60V/50A大功率可调电源

　　2 主要功能的实现

　　2.1 输入部分的实现

　　输入部分设计有保护电路，在启动过程中监视PFC的输出电压，当PFC电压建立后，给出“允许主功率部分工作”信号，当主功率部分接受到此信号才开始工作。当PFC的输出发生过、欠压时切断“允许主功率部分工作”信号，使主功率部分停止工作。2.2 主功率部分的实现

　　移相全桥ZVS电路在输出轻载下实现主功率管的软开关(ZVS)，主要方法有变压器原边电路串人饱和电感，采用辅助谐振网络(有多种实现方式)，以及参考文献[4]中提到的新型移相全桥ZVS电路等。原边回路串人饱和电感(增加谐振电感)会使轻载时主功率变换部分效率很低，同时使主功率变换部分副边占空比丢失现象加剧。在实际应用中确定饱和电感很困难，因此一般是使用高频电感。参考文献[1]中介绍拆焊国外350V/10A军用电源时，发现主功率变压器原边绕组串联的附加谐振电感器，是一种直径为q~33mm的铁硅铝磁环，绕组用多股细线绕3.5圈，电感量为3.2lxH。本文研制的3kW大功率可调电源在实验中发现，加入饱和电感(增加谐振电感)对原边电流波形有改善，但是原边电压波形随着饱和电感电感值的增加而波形上的毛刺加大。一般折中考虑，可以使用微亨级铁硅铝材料的电感。

　　本文中研制的电源经过综合考虑采用辅助谐振网络来实现输出轻载下主功率管的软开关(ZVS)。主功率变换部分电路如图2所示。主功率

　　变换部分采用移相全桥ZVS电路， 、c日 、 、D 、D止组成辅助谐振网络并联于采用移相全桥ZVS的滞后桥臂，它不干扰主功率变压器电路，功耗也小，其工作状态不受负载电流大小的影响。辅助谐振网络能使滞后桥臂开关管在轻载时实现ZVS，明显减小占空比丢失，提高了电源的效率和可靠性。

　　辅助谐振网络的电流增强原理是：当滞后桥臂下管S 关断时，辅助电感的电流与原边电流同时流入节点B;而当滞后桥臂上管S 关断时，它们又同时流出节点B。也就是说两种电流同时对并联电容器充电、放电，它在各种负载电流时，特别是在轻载或者空载等恶劣条件下，也能在S 、s4开通之前，抽掉并联电容器中的电荷，实现完满的零电压开关ZVS。

　　为串入主电路的电感，由于辅助谐振网络的存在， 可以大大减小甚至取消。在本文中设计的3kW大功率可调电源没有使用饱和电感厶，而是只使用了辅助谐振网络。图3给出了输出12.9V/10A时滞后桥臂MOS管s 的d、s间及 s间的电压波形。可以看出在输出功率为设计功率的4%左右时滞后桥臂已经实现了零电压开关。通过参考文献[2】的理论分析可知，超前桥臂此时一定实现了零电压开关。