llc移相全桥原理

移相全桥学习笔记

在早期的大功率电源（输出功率大于1KW）应用中，硬开关全桥(Full-Bridge)拓扑是应用最为广泛的一种，其特点是开关频率固定，开关管承受的电压与电流应力小，便于控制，特别是适合于低压大电流，以及输出电压与电流变化较大的场合。但受制于开关器件的损耗，无法将开关频率提升以获得更高的功率密度。例如：一个5KW的电源，采用硬开关全桥，即使效率做到92%，那么依然还有400W的损耗，那么每提升一个点的效率，就可以减少50W的损耗，特别在多台并机以及长时间运行的系统中，其经济效益相当可观。

随后，人们在硬开关全桥的基础上，开发出了一种软开关的全桥拓扑——移相全桥(Phase-Shifting Full-Bridge Converter，简称PS FB)，利用功率器件的结电容与变压器的漏感作为谐振元件，使全桥电源的4个开关管依次在零电压下导通(Zero voltage Switching，简称ZVS)，来实现恒频软开关，提升电源的整体效率与EMI性能，当然还可以提高电源的功率密度。

上图是移相全桥的拓扑图，各个元件的意义如下：

Vin：输入的直流电源

T1-T4：4个主开关管，一般是MOSFET或IGBT

T1,T2称为超前臂开关

2 LLC谐振全桥变换器拓扑及工作机理

全桥变换器由于具有较高功率密度而广泛应用于中、大功率场合，其主电路拓扑如图1所示。该电路主要包括初级4个功率MOSFET、谐振电感Lr、谐振电容Cr、励磁电感Lm，次级则由整流二极管VD5和VD6以及输出滤波电容Co组成。

可见，拓扑中次级没有滤波电感，整流二极管无需缓冲吸收网络，与传统的全桥拓扑相比，其元件大为减少，且变换器的磁性元件能很容易集成到一个磁芯，主变压器的漏感和Lm也能被利用。

LLC谐振全桥变换器包括如图2所示的3个工作区域：其中区域1，2的主开关管工作在ZVS状态，而区域3的主开关管工作在ZCS状态。对于选用MOSFET作为主开关管的高频LLC变换器而言，工作在ZVS条件下其开关损耗最小，工作状态较佳，故其所需的工作区域为增益曲线的右侧(其中负斜率表示初级MOSFET工作在ZVS模式)。当LLC变换器工作在如图2所示的ωs=ωr状态下时，其增益由变压器的匝比决定，从效率和EMI的角度而言，在这个工作点状态下由于正弦初级电流、MOSFET和次级整流二极管都得到最优化利用，故为最佳工作点，但是这只能在特定的工作电压以及负载条件下得到。

LLC谐振全桥变换器存在两个谐

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毕业设计（论文）说明书

摘 要

上世纪60年代开始起步的PWM功率变换技术出现了很大的发展，但由于其通常采用调频稳压控制方式，使得软开关的范围受到限制，且其设计复杂，不利于输出滤波器的优化设计。本文介绍了由UC3875构成的相移式PWM 控制器的工作原理，并在此基础之上进一步设计了由UC3875构成的全桥移相零电压开关（ZVS）PWM 开关电源。该电路能以隔离方式驱动功率MOSFET，从而提高了电路的稳定性；由于采用了ZVS 技术使电路在高频情况下能够大大减小开关损耗，提高了整个电路的工作效率。

阐述了零电压开关技术(ZVS)在移相全桥变换器电路中的应用。分析了电路原理和各工作模态，着重分析了开关管的零电压开通和关断的过程实现条件，并且提出了相关的应用领域和今后的发展方向。本文选择了全桥移相控制ZVS-PWM谐振电路拓扑，阐述了零电压开关技术(ZVS)在移相全桥变换器电路中的应用。分析了电路原理和各工作

题目：移相全桥零电压开关PWM设计实现

移相全桥零电压开关PWM设计实现

摘 要

移相全桥电路具有结构简单、易于恒频控制和高频化,通过变压器的漏感和功率开关器件的寄生电容构成谐振电路,使开关器件的应力减小、开关损耗减小等优点,被广泛应用于中大功率场合。近年来随着微处理器技术的发展，各种微控制器和数字信号处理器性能价格比的不断提高，采用数字控制已经成为大中功率开关电源的发展趋势。相对于用实现的模拟控制，数字控制有许多的优点。本文的设计采用TI公司的高速数字信号处理器TMS320F28027系列的DSP作为控制器。该模块通过采样移相全桥零电压DC-DC变换器的输出电压、输入电压及输出电流，通过实时计算得出移相PWM信号，然后经过驱动电路驱动移相全桥零电压DC-DC变换器的四个开关管来达到控制目的。实验表明这种控制策略是可行的，且控制模块可以很好的实现提出的控制策略。

关键词：移相全桥；零电压；DSP

Phase-shifted Full-bridge Zero-voltage Switching PWM Design and

Implementation ABSTRACT

Phase-shifted full-bridge circuit ha

　2005年12月第28卷第12期重庆大学学报(自然科学版)

JournalofChongqingUniversity(NturlScienceEdition)

Dec.2005　Vol.28　No.12

　　文章编号:1000-582X(2005)12-0027-05

移相全桥软开关变换器拓扑分析

陈　柬,陆治国

(重庆大学电气工程学院,重庆　400030)

3

摘　要:移相全桥软开关变换器从基本的移相全桥(FB)零电压(ZVS)脉宽调制(PWM)变换器,发展到移相全桥零电压零电流(ZVZCS)PWM变换器,(Z)P,进而又产生一系列其它新型的移相全桥电路,.3类主要的移相全桥软开关变换器的拓扑结构、FZVS-PWM变换器扩大了滞后臂ZVS负载范围.F-,滞后臂较

(FBZPWM变换器可以实现各个功率管的ZCS,更适合大功率场合.

关键词:;零电压开关;零电流开关;零电压零电流开关;变换器　　中图分类号:TM910.1

文献标识码:A

　　移相PWM控制方式是近年来在全桥变换电路中广泛应用的一种软开关控制方式.这种控制方式实际上是谐振变换技术与常规PWM变换技术的结合.移相全桥软开关电路有效降低了电路的开关损耗和开关噪声,减少了器件开关过程中产生的电磁干扰,为变换

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

移相全桥变换电路尖峰产生及抑制机理研究

作者：傅文珍 周丰

来源：《科技创新导报》2011年第05期

摘 要：本文分析了应用于焊接和通信技术电源的移相全桥变换器电压、电流尖峰产生机理及抑制措施； 进一步总结了几种常见电压、电流尖峰抑制措施，并结合1.8KW通信电源的实验证明加缓冲电容器抑制电压尖峰的有效性。

关键词：移相全桥变换器 电压尖峰 电流尖峰 抑制措施

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2011)02(b)-0042-02 引言

传统移相全桥DC/DC变换器软开关实现靠变压器漏感和开关管寄生电容。这种电路简单易实现但仍存在缺陷：如轻载时滞后桥臂难于实现ZVS、占空比丢失严重等。改进全桥电路拓扑有NhoE.C.电路[1]，ChenK电路[2]，原边加隔直电容和饱和电感FB-ZVZCS-PWM[3]，副边有源箝位开关FB-ZVZ CS-PWM[4]，带输入滤波电感全桥电路[5]等。

随着软开关技术和高频技术发展，对开关器件高效性提出更高要求。效

关于全桥大功率开关电源电路的详细设计资料

江南大学

硕士学位论文

全桥移相大功率开关电源的设计

姓名：石宏伟

申请学位级别：硕士

专业：控制工程

指导教师：沈锦飞

20080301

关于全桥大功率开关电源电路的详细设计资料

摘要

捅要

随着电力电子技术的快速发展，对电源设备尤其是大功率电源设备的要求越来越高。由于不可控整流器在功率设备中的广泛应用，各种谐波对电网的污染也变得十分严重，使得电能的生产、传输和利用的效率降低。为了解决这一问题，我们必须对输入电流进行校正，使其正弦化，来提高系统的功率因数。同时，直流软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度发展的关键技术。目前大功率电源的功率因数校正（ＰＦＣ）技术和ＤＣ他Ｃ软开关技术是电力电子技术方面研究的重点问题。

本论文结合开关电源发展的现状，分析和研究了开关电源在高频和大功率情况下的实现方案，并对高频大功率（２０ＫＨｚ，３ＫＷ）开关电源的主电路和控制电路进行了理论设计和参数估算。变换器分为前后两级，前级采用Ｂｏｏｓｔ型的单相有源功率校正电路，后级采用移相控制零电压（ＺｖＳ）技术的全桥变换电路。论文首先进行了前后级的方案设计，从理论上分析了有源功率因数校正技术的基本原理，并详细分析了的工作过程和介绍了这部分电路控制芯片

LLC工作原理

要了解LLC，就要先了解软开关。对于普通的拓扑而言，在开关管开关时，MOSFET的D-S间的电压与电流产生交叠，因此产生开关损耗。如图所示。

为了减小开关时的交叠，人们提出了零电流开关（ZCS)和零电压开关(ZVS)两种软开关的方法。对于ZCS：使开关管的电流在开通时保持在零，在关断前使电流降到零。对于ZVS:使开关管的电压在开通前降到零，在关断时保持为零。

最早的软开关技术是采用有损缓冲电路来实现。从能量的角度来看，它是将开关损耗转移到缓冲电路中消耗掉，从而改善开关

管的工作条件。这种方法对变换器的效率没有提高，甚至会使效率降低。目前所研究的软开关技术不再采用有损缓冲电路，这种技术真正减小了开关损耗，而不是损耗的转移，这就是谐振技术。而谐振变换器又分为全谐振变换器，准谐振变换器，零开关PWM变换器和零转换PWM变换器。全谐振变换器的谐振元件一直谐振工作，而准谐振变换器的谐振元件只参与能量变换的某一个阶段，不是全程参与。零开关PWM变换器是在准谐振的基础上加入一个辅助开关管，来控制谐振元件的谐振过程。零转换PWM变换器的辅助谐振电路只是在开关管开关时工作一段时间，其它时间则停止工作。

全谐振变换器主要由开关网络和谐振槽路组成

基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器研究

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日口吖鞠拥■胂■一日田吖

基于 S P W P M的移相全桥高频链逆变器研究Re e c n Ph s— hf d F lb i g g—r q e c ikn er r s d o W PM s arh o a e s ie u l r e Hih fe u n y Ln lv t e n SP t— d e Ba华中科技大学电气与电子工程学院包健刚段善旭胡欢

Bao J a ga Du an u Hu Hu n i n ng an Sh x a

【摘要】分析了一种单极性移相全桥桥式高频链逆变器的主电路拓扑和工作原理 .述了正阐弦脉宽脉位调制 (P _ S )技术的实现原理，对移相 SW M软开关的原理和特点进行了讨论，给 PP出了利用 T s 2F 4 s片产生 SW￣控制信号的方法。最后通过仿真和实验验证了 SW￣ 3Q 2 0 OP芯 PP P P技术的正确性和可行性。 【关键词】单极性移相高频链逆变器正弦脉宽脉位调制软开关 D P S

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