移相全桥拓扑道理图,移相全桥电路-KIA MOS管

移相全桥拓扑

移相全桥拓扑是一种用移相节制体例的DC-DC变更器拓扑布局。它操纵功率器件的结电容协调振电感的谐振，完成恒频软开关操纵，从而有用下降开关消耗，进步转换效力，减小装配体积。

移相全桥拓扑首要经由进程调理对角两个开关管的导通相位差（即移相角）来节制输入电压，具备节制简略、合用规模广等长处。移相全桥有零电压开关(ZVS)和零电压零电流开关(ZVZCS)两种完成体例。

移相全桥拓扑的根基电路包罗原边全桥电路、变压器和副边整流电路。原边全桥电路由四个功率开关管（Q1-Q4）组成，经由进程输入直流源Vin供电，并包罗输入电容Cin协调振电感Lr。副边电路则按照操纵需要挑选全波整流电路或全桥整流电路，凡是包罗整流二极管（DR1~DR4）、滤波电感Lf、滤波电容Cf和负载Rd。

ZVS移相全桥电路道理图

ZVS移相全桥电路能够或许有用下降功率管开关消耗，进步开关频次，减小装配体积。电路节制体例简略，合用于多种输入电源和负载范例。其根基电路包罗：原边全桥电路、变压器和副边整流电路，参见下图。经常使用副边电路有全波整流电路（下图(a)）与全桥整流电路（下图(b)）。

全桥整流多合用于大功率场所，小功率场所可接纳全波整流。

原边全桥电路包罗：输入直流源Vin 、输入电容Cin、功率开关管器件（Q1~Q4）和谐振电感Lr ，此中体二极管（D1~D4）和寄生结电容（C1~C4） 为功率开关器件的自有局部。为按捺变压器磁饱和，局部电路会在Lr 后串连隔直电容。

副边电路包罗：整流二极管（DR1~DR4）、滤波电感（Lf）、滤波电容（Cf）和负载（Rd）。

任务道理

1、PWM节制体例

移相全桥电路分为超前桥臂（Q1、Q2）与滞后桥臂（Q3、Q4），统一桥臂的高低两个开关管轮番导通，完成节制。

移相角：对角两个开关管的导通相位差（0°~180°）。能够经由进程节制移相角的巨细转变原边输入电压占空比，从而调理输入电压。

死区时候：统一臂高低两管的守旧与关断之间的距离时候。

为便于阐发电路任务进程，咱们做以下假定：

1.功率开关管的寄生电容应知足C1=C2=Clead，C3=C4=Clag；

2.滤波电感充足大，知足Lf＞＞Lr/K2此中K为变压器原副边匝比；

3.输入滤波电容充足大，其电压可以为是恒压源。

2、任务模态阐发

移相全桥的一个周期中包罗12个任务模态，上面以半个周期（t0~t6）为例停止讲授，电路副边为全波整流电路。

任务模态1（t0~t1）：正半周期功率输入形式

t0时辰Q1、Q4导通且VAB处于恒定状况（VAB=Vin），原边电流Ip经Q1、Lr、Q4向负载供电，同时给结电容C2、C3充电。

变压器副边DR1导通，DR2停止，DR1、Lf、Rd组成供电回路。

滤波电感Lf的电流在电压VLf=Vin/n-V0的感化下线性增添。

任务模态2（t1~t2）：超前桥臂谐振形式

在t1时辰Q1关断，因为谐振电感Lr的存在，电流Ip不会渐变，仍保持正向(A→B)活动，Ip从Q1直达移到C1和C2歧路中，对C1充电并对C2放电，C1、C2与Lr产生谐振。

因为C1、C2的感化，Q1零电压关断。

因为谐振电感Lr和原边等效滤波电感Lf串连，是以电感很大，可以为原边电流Ip近似不变，近似于一个恒流源。

任务模态3（t2~t3）：原边电流钳位续流形式

t2时辰C1与C2充放电竣事。此时C2两头电压为0，电流经D2续流，并将开关管Q2漏源极的电压箝位为０，此时便可完成Q2的零电压守旧。

此时VAB为0，原边电流Ip仍按原标的目的持续活动，可是在不时减小。

任务模态4（t3~t4）：滞后桥臂谐振形式

t3时辰Q4关断。Ip从Q4直达移到C3和C4歧路中，对C4充电并对C3放电，谐振电感Lr和C3、C4产生谐振。因为有C3和C4感化，Q4零电压关断。

此时AB之间电压由0变为负（VAB=-VC4），副边变压器感到电动势反向，使得整流二极管DR2导通，DR1和DR2同时导通后将变压器的副边线圈短路。在此进程中DR1中电流不时减小，DR2中电流不时增大。

任务模态5（t4~t5）：谐振能量回馈电源形式

t4时辰C3与C4充放电竣事。此时VAB=-VC4=-Vin,D3导通续流，将开关管Q3漏源极的电压箝位为０，此时便可完成Q3的零电压守旧。

体二极管D2、D3续流，将谐振电感Lr所贮存的能量回馈给电源，变压器原边电流Ip线性减小。

任务模态6（t5~t6）：原边电流缓变形式

t5时辰Ip将为零后向负向增大。此时D2与D3关断，Q2和Q3为原边电流供给通路。

此时原边电流仍缺乏以供给负载电流，副边绕组还处于短接状况。

是以原边绕组电压仍为零，电压Vin全数施加在Lr两头，反向线性回升。

直到t6时辰，DR1与DR2换流竣事,DR1停止，随后进入负半周期的功率输入形式（Q2、Q3不变导通）。

负半周的任务进程与正半周期近似。

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