從事電源設計的朋友都知道,半橋電路由兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件組成,并向外提供方波信號;而基于半橋而來(lái)的DC-DC轉換器由于結構簡(jiǎn)單,并且易于操作,經(jīng)常被用于中小功率電路的設計當中。常見(jiàn)的半橋控制器通常有兩種控制方法:一種是對稱(chēng)控制;而另一種則是不對稱(chēng)互補控制。本文小編就將分享實(shí)現半橋DC/DC變換器軟開(kāi)關(guān)的PWM控制方法。
控制型軟開(kāi)關(guān)PWM控制策略
控制型軟開(kāi)關(guān)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(shí)現軟開(kāi)關(guān)條件),通過(guò)合理設計控制電路來(lái)實(shí)現軟開(kāi)關(guān)。圖1給出4種控制型軟開(kāi)關(guān)半橋DC/DC變換器的PWM控制策略。
圖1 控制型軟開(kāi)關(guān)PWM 控制策略
不對稱(chēng)互補脈沖PWM控制
開(kāi)關(guān)管的控制脈沖不對稱(chēng)互補,采用此控制策略的傳統不對稱(chēng)半橋變換器已廣泛應用于中小功率場(chǎng)合。其原邊開(kāi)關(guān)管實(shí)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(yōu)點(diǎn)是:兩個(gè)開(kāi)關(guān)管都可實(shí)現ZVS;一些可改善移相全橋變換器滯后臂軟開(kāi)關(guān)條件的措施也可用于不對稱(chēng)半橋變換器;不存在硬開(kāi)關(guān)中的震蕩問(wèn)題;與移相全橋變換器相比,無(wú)循環(huán)能量。其缺點(diǎn)是:開(kāi)關(guān)管電壓應力和開(kāi)關(guān)管軟開(kāi)關(guān)條件不一致,上管較難實(shí)現軟開(kāi)關(guān);整流管電壓應力不一致,且隨占空比變化,一些應用場(chǎng)合一個(gè)整流管電壓很高,器件較難選擇;輕載時(shí)會(huì )失去軟開(kāi)關(guān)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(chǎng)合。
移相脈沖PWM控制
采用此控制策略的半橋也稱(chēng)為雙有源半橋。此控制策略與傳統的移相全橋拓撲類(lèi)似,區別在于移相的兩個(gè)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(chǎn)生一個(gè)占空比為50%的方波,通過(guò)調節輸出兩個(gè)橋之間的移相來(lái)控制變壓器漏感的能量從而調節輸出電壓。此拓撲可實(shí)現全負載范圍的軟開(kāi)關(guān),同時(shí)輸出又能獲得同步整流。其缺點(diǎn)是:循環(huán)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(diǎn),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??蓪?shí)現下管的ZVS開(kāi)通,上管仍然是硬開(kāi)關(guān)。其優(yōu)點(diǎn)是:可減少部分開(kāi)關(guān)損耗;變壓器不存在直流偏磁;整流管電壓應力對稱(chēng);寬范圍輸入上優(yōu)于不對稱(chēng)半橋。增加輔助電路可實(shí)現上管的ZVS。