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準(zhǔn)諧振式開關(guān)變換器

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準(zhǔn)諧振式開關(guān)變換器

研究了硬開關(guān)方法和全諧振式開關(guān)策略，兩者都有優(yōu)點(diǎn)，也存在著缺點(diǎn)，更為重要的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)將在下面做出總結(jié)。
電源適配器廠家（玖琪實(shí)業(yè)）研究準(zhǔn)諧振式開關(guān)方法，這種方法可消除上述兩種方法的某些缺點(diǎn)，并保留大部分優(yōu)點(diǎn)。在開始之前，應(yīng)總結(jié)一下上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

硬開關(guān)方法
缺點(diǎn)
（1）固有的高開關(guān)損耗。
（2）開關(guān)邊沿過快造成寬頻譜范圍的EMI噪聲。
（3）需要采用負(fù)載線整形技術(shù)
（4）開關(guān)器件中的瞬態(tài)功率應(yīng)力過高。
（5）開關(guān)二極管中反向恢復(fù)電流過大
（6）工作頻率的范圍受限（歸因于高開關(guān)損耗）

5伏電源適配器優(yōu)點(diǎn)
（1）非常成熟的技術(shù)和許多行之有效的拓?fù)?。相關(guān)的書籍和應(yīng)用注釋豐富，有種類齊全的控制1C可供選用
（2）能適應(yīng)輸入和負(fù)載的大范圍變化。
（3）非諧振式電路，因此繞線式元件及開關(guān)器件中的電流更小，1R損耗也小。
（4）易于理解和設(shè)計(jì)。
（5）布局和繞線式元件的設(shè)計(jì)不是特別關(guān)鍵

全諧振式方法

缺點(diǎn)
（1）繞線式元件、電容和半導(dǎo)體中的大無功電流
（2）設(shè)計(jì)更加困難
（3）對(duì)負(fù)載和輸入的變化更為敏感。

優(yōu)點(diǎn)
（1）由于零電壓或零電流開關(guān)，開關(guān)損耗更小。
（2）由于高頻諧波少，因此降低了EM1和RF1。

準(zhǔn)諧振式系統(tǒng)
巴西認(rèn)證電源適配器廠家（玖琪實(shí)業(yè)）將研究某一準(zhǔn)諧振式系統(tǒng)是如何克服硬開關(guān)和全諧振式開關(guān)的各種缺點(diǎn)，而將大部分優(yōu)點(diǎn)保留的。
有多種準(zhǔn)諧振系統(tǒng)得到應(yīng)用，但本質(zhì)上它們都通過零電壓或零電流開關(guān)使開關(guān)器件的效率維持在較高水平。另外，全諧振系統(tǒng)中因過大的無功電流造成的過量銅損在準(zhǔn)諧振系統(tǒng)中要小得多，這是因?yàn)橹C振過程被限制在功率器件開通或關(guān)斷期間，僅占整個(gè)開關(guān)波形的一小部分。
電源適配器廠家（玖琪實(shí)業(yè)）介紹的10kW變換器則更進(jìn)一步，有效利用了某些寄生元件和某些通常被認(rèn)為是不受歡迎的元件（如MOSFET襯底電容、變壓器漏感和分布電容）。這些元件被利用起來并成為準(zhǔn)諧振電路的一部分。因此，寄生元件已經(jīng)不再成為一個(gè)問題，實(shí)際上它們有助于實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)。
現(xiàn)在讓我們研究一臺(tái)10kW準(zhǔn)諧振功率變換器原邊側(cè)功率部分，此變換器是我所在的公司設(shè)計(jì)制作的，其性能在工業(yè)應(yīng)用中得到證實(shí)。

全橋零電壓換流移相調(diào)制10KW準(zhǔn)諧振變換器
    以下介紹的10kW變換器是一個(gè)很好的一類準(zhǔn)諧振開關(guān)變換器實(shí)例。該設(shè)計(jì)使用Utrode／Texas的UCC3895控制IC，這種設(shè)計(jì)經(jīng)證實(shí)是高效率和高可靠性的。
    這個(gè)10kW的電路由兩個(gè)相同的5kW（500V，10A）電路串聯(lián)面成，輸出為1000V10A。由于兩部分基本相同，在以下進(jìn)行功能分析時(shí)，只考慮其中一個(gè)5kW變換器。

功率部分
    為了簡(jiǎn)單起見，圖只給出了5kW變換器的基本功率部分，將用它們來對(duì)主要功能做出解釋。為了保證完整性，圖給出了增加了部分關(guān)鍵緩沖元件的同一功率單元。（稍后再考慮緩沖電路。）
準(zhǔn)諧振式開關(guān)變換器
5KW DC-DC變換器的基本功率變換級(jí)。左側(cè)的輸入來自三相208V、60Hz的交流市電。右側(cè)的500V直流輸出當(dāng)電流高至10A時(shí)都可穩(wěn)定。變壓器T1提供1：2的升壓及原邊與副邊的隔離。整流橋接至工作在準(zhǔn)諧振開關(guān)模式的功率MOSFETC~Q1，零電壓開關(guān)使開關(guān)損耗最小。占空比的調(diào)制由移相方波驅(qū)動(dòng)電路提供。輸出整流橋D2~D10和電感La使500V直流輸出的紋波最小。L為零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路的一部分英規(guī)電源適配器

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.12.18    來源：電源適配器廠家
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