近年來(lái),隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展,郵電通信、交通設施、儀器儀表、工業(yè)設施、家用電器等越來(lái)越多地應用開(kāi)關(guān)電源,隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,對大功率電源的也就越來(lái)越大。
與此大量集成電路、超大規模集成電路等電子通信設備日益增多,要求電源的發(fā)展趨勢是小型化、輕量化。通常濾波電感、電容和變壓器的體積和重量比較大,
主要是靠減少
的體積來(lái)實(shí)現小型化、輕量化。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
我們可以通過(guò)減少變壓器的繞組匝數和金減小鐵心尺寸來(lái)提高工作頻率,但在提高開(kāi)關(guān)頻率的,開(kāi)關(guān)損耗會(huì )隨之
,電路效率會(huì )嚴重下降。針對這些問(wèn)題出現了軟開(kāi)關(guān)技術(shù),它
以諧振為主的輔助換流手段,
了電路中的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲問(wèn)題,使開(kāi)關(guān)電源能高頻高效地運行,從20世紀70年代以來(lái)國內外就開(kāi)始不斷研究高頻軟開(kāi)關(guān)技術(shù),目前已比較成熟,下面以2KW的電源為例進(jìn)行設計。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1.設計內容和方法 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1.1主電路型式的選擇 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
變換電路的型式主要根據負載要求和給定電源電壓等技術(shù)條件進(jìn)行選擇。在幾種常用的變換電路中,半橋、全橋變換電路功率開(kāi)關(guān)管承受的電壓比推挽變換電路低一倍,
市電電壓較高,
不選推挽變換電路。半橋變換電路與全橋變換電路在輸出同樣功率時(shí),半橋變換電路的功率開(kāi)關(guān)管承受二倍的工作電流,不易選管,輸出功率較全橋小,
采用全橋變換電路。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
傳統的全橋變換電路開(kāi)關(guān)元件在電壓很高或電流很大的條件下,在門(mén)極的控制下開(kāi)通或關(guān)斷,開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓、電流均不為零,出現重疊,導致了開(kāi)關(guān)損耗。開(kāi)關(guān)損耗隨開(kāi)關(guān)頻率而急劇上升,使電路效率下降,阻礙了開(kāi)關(guān)頻率的提高。在移相控制技術(shù)的基礎上,
功率管的輸出電容和輸出變壓器的漏電感
諧振元件,使全橋變換器四個(gè)開(kāi)關(guān)管依次在零電壓下導通,實(shí)現恒頻軟開(kāi)關(guān)。
減少了開(kāi)關(guān)過(guò)程損耗,變換效率可達80%-90%,并且不會(huì )發(fā)生開(kāi)關(guān)應力過(guò)大。
選用移相控制全橋型零電壓開(kāi)關(guān)脈寬調制(PSC FB ZVS-PWM)變換電路。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
移相控制全橋變換電路是目前應用最為廣泛的軟開(kāi)關(guān)電路之一,它的特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,與傳統的硬開(kāi)關(guān)電路相比,并沒(méi)有輔助開(kāi)關(guān)等元件。原理如圖1
,主要由四個(gè)
的功率管和一個(gè)高頻變壓器壓器組成。E為輸入直流電壓, T1~T4 為開(kāi)關(guān)管, D1~D4 為體內二極管,C1 ~C4 為開(kāi)關(guān)的輸出電容。以第一個(gè)橋臂為例介紹,
變壓器漏感和功率輸出電容C1 諧振,漏感儲能向電容 C1釋放過(guò)程中,使電容上的電壓逐步下降到零,體內二極管D1開(kāi)通,創(chuàng )造了T1 的ZVS條件。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
溫馨提示:將鼠標指針?lè )旁趫D片上,滾動(dòng)鼠標可以動(dòng)態(tài)改變圖片大小,方便分析電路圖。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
圖1 移相控制全橋變換電路原理圖 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1.2 控制方式 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
控制方式是指變換器控制電路通過(guò)何種途徑控制主電路實(shí)現自動(dòng)控制目的,達到自動(dòng)穩壓或穩流的要求。傳統的PWM型電子開(kāi)關(guān)開(kāi)通和關(guān)斷開(kāi)關(guān)上存在電壓、電流,損耗比較大,零電壓開(kāi)關(guān)-脈寬調制變換器(ZVS-PWM)是電子開(kāi)關(guān)在兩端電壓為零時(shí)導通電流為零時(shí)關(guān)斷,開(kāi)通、關(guān)斷損耗理想值為零。在此選用典型的UC3875構成的移相控制全橋零電壓開(kāi)關(guān)-脈寬調制變換電路。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1.2.1 UC3875控制芯片 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
UC3875是美國UNITRODE公司針對移相控制方案推出的專(zhuān)用芯片。UC3875可對全橋開(kāi)關(guān)的相位進(jìn)行相位移動(dòng),實(shí)現定頻脈寬調制控制。UC3875其外型有20引腳封裝和28引腳封裝,在此以20引腳為例介紹一下該器件。 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1.2.1.1內部結構方框圖和管腳功能 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
內部結構方框圖如下圖: <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
溫馨提示:將鼠標指針?lè )旁趫D片上,滾動(dòng)鼠標可以動(dòng)態(tài)改變圖片大小,方便分析電路圖。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
圖2 UC3875內部結構方框圖 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
<<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
管腳功能如下:1腳(Vref),基準電壓;2腳(E/A OUT),誤差放大器的反相輸出;3腳(E/A-)誤差放大器的反相輸入;4腳(E/A+)誤差放大器的同相輸入;5腳(C/S+)電流檢測;6腳(SOFRSTART)軟起動(dòng);7腳(DELAY SET C/D)輸出延遲控制;8腳(OUT D)輸出D;9腳(OUT C)輸出C;10腳(VCC )電源電壓;11腳( Vin)芯片供電電源;12腳(PWR GND)電源地;13腳(OUTB)輸出B;14腳(OUTA)輸出A;15腳(DELAY SETA/B)輸出延遲控制;16腳(FREQ SET)頻率設置端;17腳(CLOCK/SYNC)時(shí)鐘/同步;18腳(SLOPE)陡度;19腳(斜波)20腳(信號地)。 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1.2.1.2 UC3875的工作 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1腳輸出+5V基準電壓,可內部或外部電路的其他元件的電源。2腳
電壓反饋控制端,當引輸出信號高到
值時(shí),由內部RS觸發(fā)器及門(mén)電路作用使C輸出與A輸出反相,即A、C輸出信號移相180度;同樣,當引腳2輸出信號低于1V時(shí),通過(guò)內部RS觸發(fā)器及門(mén)電路作用使C輸出與A輸出同相,即A、C輸出信號移相0度?梢(jiàn)通過(guò)控制引腳2端的輸出可以控制A、C間時(shí)刻的
的物理量 " target=_blank>相位在0~180度
變化。B、D的工作原理與A、C相似。 3腳
誤差放大器的反相輸入端,通常
分壓電阻檢測輸出電源電壓。4腳
誤差放大器的同相輸入端,和1腳基準電壓相連,檢測3腳的輸出電源電壓。5腳
電流檢測端,其基準設置為內部固定2.5V(由 分壓),當電壓超過(guò)2.5V時(shí)輸出即被關(guān)斷,軟起動(dòng)6腳復位,
實(shí)現過(guò)流保護。7腳和15腳
輸出延遲控制端,通過(guò)設置該腳對地
的電流來(lái)設置死區,加在同一橋臂兩管驅動(dòng)脈沖
,以實(shí)現零電壓開(kāi)通時(shí)的瞬態(tài)時(shí)間。8、9、13、14腳
輸出端,可驅動(dòng)MOSFET和變壓器。 10腳
電源電壓端,為輸出級提供所需電源。11腳
芯片供電電源,為芯片內部數字、模擬電路部分提供電源,內部有欠壓鎖定電路,其開(kāi)啟閾值為10.75V,關(guān)閉閾值為9.25V。開(kāi)啟和關(guān)閉
有 1.5V的回差,可有效防止電路在閾值電壓附近工作時(shí)的跳動(dòng)。16腳
頻率設置端,需外接電阻和電容來(lái)設置振蕩頻率。17腳
輸出時(shí),提供時(shí)鐘信號;
輸入,提供同步點(diǎn)。18腳
陡度端,需外接一個(gè)電阻以產(chǎn)生斜波。19腳
斜波端,需外接電容到地。20腳
信號地,是
電壓的參考基準。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
1.2.2控制電路 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
控制電路的原理圖主要部分如圖3。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
溫馨提示:將鼠標指針?lè )旁趫D片上,滾動(dòng)鼠標可以動(dòng)態(tài)改變圖片大小,方便分析電路圖。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
圖3 控制電路原理圖 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
UC3875的核心是相位調制器, 其13腳B輸出信號與14腳A輸出信號反相, 9腳C輸出信號與8腳D輸出信號反相, 這四個(gè)驅動(dòng)信號經(jīng)擴流后由驅動(dòng)變壓器去驅動(dòng) ~ MOS管。相位控制的特點(diǎn)體現在UC3875的四個(gè)輸出端具有的驅動(dòng)脈沖分別驅動(dòng)A/B、C/D兩個(gè)半橋,通過(guò)移相錯位控制有源時(shí)間,使全橋的四個(gè)開(kāi)關(guān)輪流導通。每個(gè)輸出級導通前都有一個(gè)死區,而且可以
死區時(shí)間。在該死區時(shí)間內確保下一個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的輸出電容放電完畢,為即將導通的開(kāi)關(guān)器件提供電壓開(kāi)通條件。
,每對輸出級(A/B,C/D)的諧振開(kāi)關(guān)作用時(shí)間,可以單獨控制。在全橋變換拓撲模式下,移相控制的優(yōu)點(diǎn)得到最充分的體現。 UC3875在電壓模式和電流模式下均可工作,并具有過(guò)電流關(guān)斷以實(shí)現故障的快速保護。圖4為移相控制全橋電路的控制波形。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
溫馨提示:將鼠標指針?lè )旁趫D片上,滾動(dòng)鼠標可以動(dòng)態(tài)改變圖片大小,方便分析電路圖。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
圖4 移相控制全橋電路的控制波形 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
移相控制全橋電路的控制方式有以下幾個(gè)特點(diǎn): <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
。1)在同一開(kāi)關(guān)的時(shí)間叫做周期 周期Ts 內,每一個(gè)開(kāi)關(guān)的導通的時(shí)間略小于Ts /2,而關(guān)斷時(shí)間都略大于 Ts/2。 <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
。2)同一個(gè)半橋中上下兩個(gè)開(kāi)關(guān)不能處于通態(tài),每一個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)斷到另一個(gè)開(kāi)關(guān)開(kāi)通都要
的死區時(shí)間。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
。3)比較互為對角的兩對開(kāi)關(guān)T1 、T2 和 T3、T4 開(kāi)關(guān)函數波形, T1的波形比T2 超前0~Ts /2時(shí)間,而T3 的波形比 T4超前0~ Ts/2時(shí)間, T1和T3 稱(chēng)為超前橋臂,而 T2和 T4稱(chēng)為滯后橋臂。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
2.結束語(yǔ) <<與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
本文介紹了由UC3875芯片控制電路的2KW移相控制全橋變換(PSC FB ZVS-PWM)軟通過(guò)電路控制開(kāi)關(guān)管進(jìn)行高速的開(kāi)通與截止.將直流電轉化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓,從而產(chǎn)生所
的一組或多組電壓 開(kāi)關(guān)電源,
開(kāi)關(guān)管在ZVS條件下運行,可實(shí)現高頻化,而且控制簡(jiǎn)單,性能可靠,適用于大功率場(chǎng)合。且能保持恒頻運行,就不會(huì )
出現大電壓、大電流,減少了開(kāi)關(guān)所受的應力,實(shí)現了高效化。大大減小了電源的體積。 <<
與廣大電子愛(ài)好者更好的互動(dòng)交流,容源電子網(wǎng)已開(kāi)通電子論壇,歡迎來(lái)到電子論壇與同行們分享、學(xué)習經(jīng)驗!
本文地址:http://0u2438cq.cn/dz/23/341721553.shtml
本文標簽:
猜你感興趣:
無(wú)