品牌:不限
起订:1款
供应:888款
产品品牌：不限
产品型号：不限
材料材质：不限
适用范围：不限
类型：其它
输入电压：-不限 V
输出功率：-不限 W
输入电流：不限 A
产品认证：CE
高品质开关电源ZVSPWM设计技术高效率高功因1W-12000W超小体积设计，来自知名企业10余年开关电源设计经的高级开发工程师精心为你量身开发设计高品质的开关电源。目前，中、大功率开关电源的主回路基本上都是采用全桥变换器结构，其相应的软开关工作方式有三种，即零电压开关(ZVS)、零电流开关(ZCS)和零电压零电流开关(ZVZCS)。ZVS工作模式下全桥变换器的滞后臂不易实现零电压开关且存在变压器副边电压占空比丢失，ZCS工作模式下全桥变换器的滞后臂不易实现零电流开关且存在变压器副边输出电流占空比丢失，这两种电路拓扑自身的局限限制了其进一步发展的空间，虽然采用辅助电路在一定程度可以改善其特性，但是增加了元器件和电路的复杂性，而且在高频下还会引入干扰。ZVZCS软开关工作模式基本上克服了ZVS和ZCS软开关模式的固有缺陷，使全桥变换器的超前臂实现ZVS，而滞后臂实现ZCS，在中、大功率开关电源中具有广阔的应用前景。为此，本文介绍了一台采用移相谐振控制芯片UC3875作为控制核心设计的开关频率为70kHz、输出功率1．2kW、主电路为移相全桥ZVZCS PWM软开关模式的直流开关电源。本公司涉及研发设计领域：工业控制类：通用变频器、专用变频调速器、各类型马达调速器、温控器、多通道可控硅调压稳压器、鞋机专用控制板、各类自动化机器控制板卡、工业电磁炉、工业微波炉、工业远程无线/有线集中控制、工业各类传感器、工业太阳能/风力/水力发电并网系统、工业污水处理系统、工业UPS电源、工业变频电源、光纤控制、红外控制、超声波清洗、超声波控制等；消费类电子电器、手机、MP3、数码相框、各类充電器、霧化器、溫/濕度計、家电类（电磁炉、微波炉、暖风机、电风扇、音响、消毒器、空气清新机等）、反监听探测器、水下鱼类探测器、超声波扑鱼机、高压负离子、时尚电玩无线遥控玩具类、智能语音、各种发声、发光玩具、电动玩具等、安防类、烟感，气感报警器、红外线感应器监控器，图像抓拍取证无线传输保存、报警器、逆变器、大型风景假山智能定时澎雾变频器、节能灯、开关电源、电动工具各种防盗器，防盗报警器；汽车智能电子类；2.4GHZ以内高频无线产品、野外住宿红外雷达，无线电波雷达，野外高压布阵系统，防身器（野外睡觉高枕无忧）、无线跟踪定向器、影音无线发射/接收（自定不兼容制式有效防止空中拦窃）。 本公司可以按客户对不同电子产品的设计要求，全面做好产品软、硬件设计、开发业务。做到开发周期短，开发的产品性能可靠，收费合理。可在客户现有的软硬件上升级设计，可对客户现有的产品进行克隆和IC解密。★产品方案：结合客户创意思路设计出多样化方案选择。★产品改进:对老产品进行更新换代，以更好的适应当前市场需求，成本包括硬件功能设计及软件功能完善，软硬件加密，防止产品被复制。★代客生产:可为客户提供代生产服务，可免费为客户进行产品开发，最终为客户提供所需成品或半成品。★PCB设计/打样/批量:面向企业或个人提供PCB电路板设计，收费合理，保证质量。★PCB抄板:专业抄PCB多层板,手机板抄板，电脑主板杪板，高难度超精密PCB抄板高达32层,原理图返还，电路图/PCB制板Layout符合国际标准.元器件清单,BOM清单达到跟原板一致。★多样化的合作方式，给客户更多的选择空间： 1）免费为客户研发产品，开发结束后，硬件资料（电路图，PCB板图，BOM表）交付客户，软件资料由我公司暂时保存，由我公司负责芯片的软件烧写工作，按客户出货量收取一定的费用。特点：无开发费用,只需交付研发押金,并可退还,客户风险小,产品技术跟踪服务灵活。2）收取较少的研发费用，按客户要求产品研发成功后，所有技术资料由我公司暂存，我公司负责为客户提供成品或半成品，并收取相应的费用，生产过程中的器件采购，交货方式等问题视双方实际情况而定。特点：研发费用较少，客户节省了人力和资金的投入，产品质量由方案公司负责。 3）双方确认项目合作，交付30%~50%定金，研发结束后，客户对研发项目确认无误，付清开发费用，所有技术资料交付客户。如果产品有功能改动、调整等问题，我公司给予技术支持，是否收取费用视实际情况而定。特点：客户拥有完整的技术知识产权，负责所有研发费用。我公司负责技术保密。 4）如有其他合作方式双方洽谈确定。l 移相式ZVZCSPWM软开关电源主电路分析 在设计制作的1．2kW(480V／2．5A)的软开关直流电源中，其主电路为全桥变换器结构，四只开关管均为MOSFET(1000V／24A)，采用移相ZVZCSPWM控制，即超前臂开关管实现ZVS、滞后臂开关管实现ZCS，电路结构简图如图l，VT1～VT4是全桥变换器的四只MOSFET开关管，VD1、VD2分别是超前臂开关管VT1、VT2的反并超快恢复二极管，C1、C2分别是为了实现VTl、VT2的ZVS设置的高频电容，VD3、VD4是反向电流阻断二极管，以实现滞后臂VT3、VT4的ZCS，Llk为变压器漏感，Cb为阻断电容，T为主变压器，副边由VD5～VD8构成的高频整流电路以及Lf、C3、C4等滤波器件组成。 其基本工作原理如下： 当开关管VT1、VT4或VT2、VT3同时导通时，电路工作情况与全桥变换器的硬开关工作模式情况一样，主变压器原边向负载提供能量。通过移相控制，在关断VT1时并不马上关断VT4，而是根据输出反馈信号决定的移相角，经过一定时间后再关断VT4，在关断VT1之前，由于VT1导通，其并联电容C1上电压等于VT1的导通压降，理想状况下其值为零，当关断VT1时刻，C1开始充电，由于电容电压不能突变，因此，VT1即是零电压关断。 由于变压器漏感L1k以及副边整流滤波电感的作用，VT1关断后，原边电流不能突变，继续给Cb充电，同时C2也通过原边放电，当C2电压降到零后，VD2自然导通，这时开通VT2，则VT2即是零电压开通。 当C1充满电、C2放电完毕后，由于VD2是导通的，此时加在变压器原边绕组和漏感上的电压为阻断电容Cb两端电压，原边电流开始减小，但继续给Cb充电，直到原边电流为零，这时由于VD4的阻断作用，电容Cb不能通过VT2、VT4、VD4进行放电，Cb两端电压维持不变，这时流过VT4电流为零，关断VT4即是零电流关断。 关断VT4以后，经过预先设置的死区时间后开通VT3，由于电压器漏感的存在，原边电流不能突变，因此VT3即是零电流开通。VT2、VT3同时导通后原边向负载提供能量，一定时间后关断VT2，由于C2的存在，VT2是零电压关断，如同前面分析，原边电流这时不能突变，C1经过VD3、VT3、Cb放电完毕后，VD1自然导通，此时开通VT1即是零电压开通，由于VD3的阻断，原边电流降为零以后，关断VT3，则VT3即是零电流关断，经过预选设置好的死区时间延迟后开通VT4，由于变压器漏感及副边滤波电感的作用，原边电流不能突变，VT4即是零电流开通。 这种采用超快恢复二极管阻断原边反向电流方式的移相式ZVZCS PWM全桥变换器拓扑的理想工作波形如图2所示，其中Uab表示主电路图3中a、b两点之间的电压，ip为变压器T原边电流，Ucb为阻断电容Ub上的电压，Urect是副边整流后的电压。2 基于UC3875的主控制回路设计 为了实现主回路开关管ZVZCS软开关，采用UC3875为其设计了PWM移相控制电路，如图3所示。考虑到所选MOSFET功率比较大对芯片的四个输出驱动信号进行了功率放大，再经高频脉冲变压器T1、T2隔离最后经过驱动电路驱动MOSFET开关管。整个控制系统所有供电均用同一个15V直流电源，实验中设置开关频率为70kHz，死区时间设置为1．5 s，采用简单的电压控制模式，电源输出直流电压通过采样电路、光电隔离电路后形成控制信号，输入到UC3875误差放大器的EA一，控制UC3875误差放大器的输出，从而控制芯片四个输出之间的移相角大小，使电源能够稳定工作，图中R6、C5接在EA一和E／AOUT之间构成PI控制。在本设计中把CS 端用作故障保护电路，当发生输出过压、输出过流、高频变原边过流、开关管过热等故障时，通过一定的转换电路，把故障信号转换为高于2．5V的电压接到CS 端，使UC3875四个输出驱动信号全为低电平，对电路实现保护。 图4是开关管的驱动电路。隔离变压器的设计采用AP法、变比为l：1．3的三绕组变压器。UC3875输出的单极性脉冲经过放大电路、隔离电路和驱动电路后形成 12V／一5V的双极性驱动脉冲，保证开关管的稳定开通和关断。3 仿真与实验结果分析 PSpice是一款功能强大的电路分析软件，对开关频率70kHz的ZVZCS软开关电源的仿真是在PSpice9．1平台上进行的。 实验样机的主回路结构采用图1所示的电路拓扑，阻断二极管采用超快恢复大功率二极管RHRG30120，其反向恢复时间在100ns以内，满足70kHz开关频率的要求。开关管MOSFET采用IXYS公司的IXFK24N100开关管，这种型号MOS管自身反并有超快恢复二极管，其反向恢复时间约250ns，因此主回路中超前桥臂无需另外再接反并超快恢复二极管，VD1、VD2就利用开关管自身的反并二极管已满足要求，C1、C2利用开关管的结电容，其容值大约为8．2nF。根据实验样机的要求以及相关计算，制作主变压器时，原、副边变比选为1：2．6，主变压器的设计采用了AP法，结合实际制作过程中的反复实验，最后选择型号为EE55的软磁铁氧体磁心作为主变压器的磁心，原边10匝，副边26匝，导线均为多股漆包线，绕制方式：最里层副边13匝、中间层原边10匝、最外层副边13匝，变压器原边电感222 H、漏感1．8 H，副边电感1490 H、漏感9．2 H。副边输出电感的设计同样采用AP法，铁心采用EI型的软磁铁氧体，多股导线并绕。 图5是超前桥臂开关管驱动电压与管压降波形图，(a)为仿真波形、(b)为实验波形，可见超前臂开关管完全实现了ZVS开通，VT1、VT2关断时是依赖其自身很小的结电容来实现的，从图中可以看出，关断时也基本实现了ZVS关断。图6是滞后桥臂开关管驱动电压与电流波形图，(a)为仿真波形、(b)为实验波形；图7是滞后臂开关管管压降与电流波形图，(a)为仿真波形、(b)为实验波形，从图6、图7可以看出滞后臂开关管VT3、VT4很好地实现了ZCS关断，关断时开关管电流已经为零；滞后臂开关管完全开通之前，开关管电流也几乎为零，基本实现了ZCS开通。而且滞后桥臂开关管VT3、VT4可以在很大负载范围内实现ZCS开关。 图8是两桥臂中点之间的电压Uab的波形图，(a)为仿真波形、(b)为实验波形。图9是阻断电容Cb上的电压U曲波形，(a)为仿真波形、(b)为实验波形。从图上可以看出，由于有Ucb的存在，Uab不是一个方波。当Uab=0时，阻断电容Cb上的电压Ucb使原边电流ip逐渐减小到零，由于阻断二极管的阻断作用，ip不能反向流动，从而实现了滞后桥臂的ZCS开关。4 结论 本文在介绍了移相谐振控制芯片UC3875的工作特点并详细分析了采用串联阻断二极管的移相式ZVZCS PWM软开关工作特性的基础上，设计了一台1．2kW、开关频率70kHz的全桥软开关直流电源，并应用PSpice软件进行了仿真，实验结果与仿真结果基本符合。实验表明以UC3875为核心的控制部分结构简单可靠，电源主电路开关管均实现了软开关，并克服了单纯的ZVS或ZCS软开关模式的缺点，可有效减小开关管开关过程引起的损耗，有利于提高电源开关频率，减小电源体积和重量。
