关键词:
直流开关电源
功率因数
移向全桥
ZVS软开关
钳位二极管
摘要:
伴随着电子电子技术和电力电子器件的高速发展,大功率用电设备对电源的要求越来越高。高频化、高效率和高功率密度成为直流开关电源的主要发展方向。软开关技术作为开关电源向高频化和高功率密度发展的关键技术引起了广泛的研究。ZVS移相全桥变换器因其不需外加电路仅靠自身变压器漏感和开关管结电容就可实现软开关,被广泛应用于中大功率DC/DC变换场合。但是ZVS移相全桥变换器实际应用当中也存在诸如滞后臂轻载情况下难以实现软开关、副边占空比丢失以及整流桥寄生振荡的问题。本文针对以上问题设计研究了大功率直流开关电源系统。该电源系统采用大功率场合中常用的两级变换结构。前级使用Boost电路构成的单相有源功率因数校正电路,后级使用变压器原边加钳位二极管的ZVS移向全桥变换器。并对这种原边加钳位二极管的ZVS移相全桥变换器进行了详细的分析,通过变压器原边加的钳位二极管成功的抑制了变压器副边整流桥的寄生振荡。本文在对主电路建立了基于状态空间法的小信号模型,并在此小信号模型的基础上对ZVS移相全桥变换器的反馈补偿网络进行了设计,并使用TI公司的专用移相控制芯片UCC3895搭建了具有电压环和限流保护的限流环双环控制系统以满足系统所要求的动静态指标要求。为了验证理论分析的正确性,最后制作了一台270VDC,3kW/80kHz的电源实验样机。并在该实验样机上进行了相关实验。实验结果表明主电路的参数选择设计合理,两个桥臂均在较宽负载范围内实现了 ZVS软开关并有效的解决了整流桥寄生振荡的问题。证明主电路和控制电路设计方案的正确性。