基于UC3875全桥移相开关电源的设计

文章阐述了零电压开关技术在移相全桥变换器中的应用, 提出了一种改进型的零电压零电流全桥移相开关电 源, 对电路的工作原理、工作模式作了具体分析, 主要器件的参数选择作了设计, 并给出了由控制芯片UC3875 构成的3KW 实用 高频开关电源。

２００８年１月

第１期（总第１１０期）

广西轻工业

ＧＵＡＮＧＸＩＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ

机械与电气

基于ＵＣ３８７５全桥移相开关电源的设计

石宏伟

１，２

（１．江南大学通信与控制工程学院，江苏

【摘

无锡２１４１２２

２．江阴职业技术学院电子信息工程系，江苏江阴２１４４３３）

要】文章阐述了零电压开关技术在移相全桥变换器中的应用，提出了一种改进型的零电压零电流全桥移相开关电

工作模式作了具体分析，主要器件的参数选择作了设计，并给出了由控制芯片ＵＣ３８７５构成的３ＫＷ实用源，对电路的工作原理、高频开关电源。

【关键词］】移相；零电压开关技术；ＵＣ３８７５【中图分类号】ＴＮ８６引言

全桥移相ＰＷＭ开关电源具有拓扑结构简单、输出功率大、功率变压器利用率高、易于实现软开关、功率开关器件电压电流应力小等一系列优点，在中大功率应用场合受到普遍重视。而以往的全桥ＰＷＭ开关电源，功率器件处于硬开关状态，在较大的电压、电流应力下实现开关，因此产生很大的开关损耗，降低了电源运行的可靠性。在ＤＣ／ＤＣ变换器中，则多采用以全桥移相控制软开关ＰＷＭ变换器，它是直流电源实现高频大功率变换器应用场合。用软化的理想拓扑之一，尤其是在中、

开关技术实现的ＤＣ／ＤＣ变换器其效率可达９０％以上，本文就由ＵＣ３８７５芯片组成３ｋＷＤＣ／ＤＣ变换器作了分析和研究。

【文献标识码】Ａ【文章编号】１００３－２６７３（２００８）０１－００６１－０３

全桥移相ＺＶＳ－ＰＷＭ变换器的主电路如图１所示。其主要工作波形如图２所示。仅需在全桥电路上增加一个谐振电感

Ｌ１或利用变压器漏感，便可通过Ｌ１与功率开关管输出电容Ｃｉ

（ｉ＝１，２，３，４）的谐振，在电感储能释放过程中，使Ｃｉ上的电压

ｕＣｉ逐步下降到零，而使功率开关管体内的寄生二极管ＶＤｉ

（ｉ＝１，２，３，４）开通，从而使电路中４个开关器件实现零电压开通或零电流关断。通过改变对角线上开关管驱动信号之间的相位差来改变占空比，以达到控制输出电压的目的。变压器副边所接整流二极管ＶＤ５、ＶＤ６实现全波整流。

功率开关器件Ｓ１驱动信号ｕｇｅ１与Ｓ４驱动信号ｕｇｅ４相同，Ｓ２

驱动信号ｕｇｅ２与Ｓ３驱动信号ｕｇｅ３相同，而且ｕｇｅ１、ｕｇｅ４与ｕｇｅ２、ｕｇｅ３互为反相。当ｕｇｅ１与ｕｇｅ４为低电平，ｕｇｅ２与ｕｇｅ３为高电平时，开关管Ｓ２和Ｓ３导通，Ｓ１和Ｓ４关断，电源电压通过Ｓ２和Ｓ３施加在高频变压器的原边，此时变压器的原边电压为ｕＡＢ＝Ｕｉ。当ｕｇｅ１与

１主电路工作原理和主要器件选择

１．１主电路工作原理

（ＺＶＳ－ＰＷＭ）变换器工作原理１．１．１全桥移相

ｕｇｅ４为高电平，ｕｇｅ２与ｕｇｅ３为低电平时，开关管Ｓ１和Ｓ４导通，Ｓ２

和Ｓ３关断，电源电压通过Ｓ１和Ｓ４施加在高频变压器的原边，此时变压器的原边电压为ｕＡＢ＝－Ｕｉ。

（ＺＶＺＣＳ－ＰＷＭ）变换器工作原理１．１．２改进型全桥移相

由于功率开关器件实现了零电压开关，从而减小了开关损耗，提高了电源系统的稳定性，但是ＺＶＳ－ＰＷＭ变换器仍存在占空比丢失严重、环路导通损耗大等缺点。因而新型的变换—零电压零电流（ＺＶＺＣＳ）ＰＷＭ由此产生。ＺＶＺＣＳ－ＰＷＭ器——

改善了器件的运行状态，实现了变换器的零电压零电流开关特性，在通信等开关电源上已推广使用。

图１移相全桥ＺＶＳ－ＰＷＭ变换器主电路

图２主要工作波形

图３零电压零电流变换器电路原理图

石宏伟（１９７８－），女，江苏江阴人，江南大学在读硕士研究生，江阴职业技术学院讲师，从事电力电子技术和高频开关电源研究工作。【作者简介】

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