【正文】 管腳 6 為軟起動端， 軟啟動端 在芯片內(nèi)部 和 誤差放大器的輸出連接 。 實際上， 也可以把該端口用作為一個故障保護電路， 例如 輸出過 電壓、輸出 欠電壓 、輸入過電壓 、輸入 欠電壓等。 該腳為 比較器的同相輸入端，其基準(zhǔn)設(shè) 定 為內(nèi)部基準(zhǔn) （由 Vref 分壓 實現(xiàn) ）。 管腳 4 E/A(+) 為誤差放大器的同相輸入端，該腳 接 電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出誤差電壓 。相移 ， 使電路模塊輸出電壓為零。直到 Vref 達到 以上時才 能 脫離欠壓鎖定狀態(tài)。 UC3875 的 管腳 功能 如下 ： 管腳 1 可 提供 一個精確的 5V 基準(zhǔn)電壓 Vref， 為 外部電路可以提供其達到 60mA 左右 的電流。 UC3875 的 簡介 美國 Unitrode 公司 針對 全橋 移相 控制方案開發(fā)了 移相 控制芯片UC3875，它有 4 個獨立的輸出驅(qū)動端可以直接驅(qū)動四只功率 開關(guān) 管，見 下圖 ，其中 OUTA 與 OUTB 信號 相反 ， OUTC 和 OUTD 信號 相反 ，而 OUTC 和 OUTD 相對于 OUTA 和 OUTB 存在 的信號 差 θ 是可調(diào)的，也 就是 通過調(diào)節(jié) θ 的大小來 控制 PWM 輸出 。 燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 167。 該二極管 是大電流快恢復(fù)二極管，有著很 強 的工業(yè)使用價值。 167。 由上式可 確定電容 Cc 的 最小值， Cc 越大 ， Vc 的 電壓脈動越小，整流二極管的電壓應(yīng)力減小， Cc 越大 ，會使得電流 ip 多的 下降速率變小 ，電路的最大占空比也會 變小 。 如果在 電流續(xù)流期間，電容電壓 VCc 下降 為零，負(fù)載電流就會通過 整流 二極管進行續(xù)流，這樣在下一個工作周期開始時，會導(dǎo)致整流二極管因為反向恢復(fù) 引起了極大的電流沖擊，為了避免 該 情況的出現(xiàn)，電容應(yīng)滿足 ： Cc ≥ ????????178。 鉗位 電容的選取 由 上文分析可知，本變換器的新穎之處在于其變壓器副邊加 有一輔助網(wǎng)絡(luò)。2????+100=730UF 167。Δ V*1? ??0???????? 。選取 相應(yīng)的濾波 電容 就是 為了滿足輸出紋波的要求。167。 所以 ， 輸出濾波電感 Lf 大小計算 為： Lf = ??02 (2????)??????????*1 ? ??0????????? ??????? ? 2????+ 因為輸入 電壓可能存在波動，當(dāng)輸入 電壓 為 450V 時 ， Lf 取得 最大值 73UH。即 打個輸出 電流在 倍 的 脈動 值 時 ，輸出濾波電感的電流 仍然 應(yīng)該保持連續(xù)狀態(tài)。 167。 此外 ，本變換器的開關(guān) 工作 頻率為 20K 赫茲 ，輸出整理二極管應(yīng)該選擇外延性快恢復(fù)二極管 。（ 1 ? ????) 42 Il 為 負(fù)載電流， Il = ????0 = 6?? Ds 為 副邊占空比 ， 取值 。 3. 額定 電流 燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 在一個 工作周期里，全橋整流電路的工作 分為 兩種情況： ① 當(dāng)變壓器 副邊 電壓 不為零 時 ，整流橋 的對角 兩個整流管 導(dǎo)通 工作； ② 當(dāng)變壓器 副邊沒有電壓 時 ，四個整流管同時導(dǎo)通 ， 這時，可以認(rèn)為流過 它們 的電流近似 相等 ，即都是負(fù)載電流的 1/4。 1. 額定電壓 2. 整流管承受的 最大反 向 電壓為變壓器副邊電壓幅值： Vd = Vin1?? = 29?? 在整流管 開關(guān)工作時，變壓器 副邊 自身存在 的 漏感值會與整流管的結(jié)電容發(fā)生震蕩作用，所以 整流管 實際承受的反響耐壓值應(yīng)該是 29V的兩倍 以上。移相全橋 控制設(shè)計中存 有 副邊占空比丟失的現(xiàn)象 ，在額定負(fù)載的情況下，選擇副邊 效率 η 2 為 ， 則變壓器 的 副邊 最低 電壓為 V2 = ??0η 2= = ， 所以 原 副邊 匝數(shù) 比 N 為： N=??1??2 = = 15 167。 為了 提高變壓器的利用率，其原邊與副邊的匝數(shù)比應(yīng)該盡可能 取得 大一些，這樣 在 功率幾乎不變的情況下，減少開關(guān)管的通態(tài)電流， 降低 整流橋二極管的反向電壓，從而減小器件損耗進而降低成本， 提高整個 系統(tǒng)的效率極其工作可靠性。 167。 輸入濾波 電感 的選擇 輸入濾波 電感 Lk 與 電容 構(gòu)成 諧振 電路 ， 可以 保證 原邊電流的穩(wěn)定 不變 ， 此外， Lk 還 用來幫助實現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開關(guān)， 它 只是 在第五章 功率器件參數(shù) 設(shè)計及選擇 22 功率管的 開關(guān) 過程中處于線性狀態(tài)，其他時間卻處于飽和狀態(tài)，這樣不僅可以減小副邊占空比的丟失，還可以 使 原邊占空比的 利用率提高 。 開關(guān) S2 和 S4 作為滯后橋臂， 兩端 沒有并聯(lián)電容， 只是與 S1 和 S3 一樣 ，并聯(lián)了續(xù)流二極管。 IGBT（ Insulated Gate Bipolar Transistor） ，絕緣柵雙極型 晶體管 ，是由 BJT（雙極型 三極管 ）和 MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管 ）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件， 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。 逆變橋 部分的設(shè)計 逆變?nèi)珮螂娐?接受來自控制電路和驅(qū)動電路 的 驅(qū)動信號，產(chǎn)生高頻交流方波電壓輸送到 隔離 高頻變壓器 。本 變換器 的主電路包括 逆變?nèi)珮? 高頻變壓器和 輸出整流濾波 部分。 第五章 功率 器件 參數(shù)設(shè)計及 選擇 167。 通過上述 分析，最終 在 PSIM 軟件 上建立了系統(tǒng)的 閉環(huán)模擬 仿真模型 ， 得到了所需的 數(shù)據(jù) 。 這種 技術(shù)對于減小開關(guān)損耗、提高系統(tǒng)工作頻率 ,進而 提高功率 密度是 相當(dāng)重要 的 。 （ b） 滯后 橋臂 Q4 的 電壓電流波形分析 167。 第四章 模擬 仿真分析 20 （ C） 超前橋臂 Q3 的 電壓電流波形 167。 燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 （ a ）變壓器 原邊電壓 Uab 同樣 ，由上文 分析可知 該變換器的輸出電壓應(yīng)該是一個直流電壓，幅值 大約為 24V， 仿真得到的輸出電壓如下圖 所示 ： (b) 輸出 直流電壓 U0 167。 由上 個 Visio 圖理論分析 ， 最終利用 PSIM 軟件搭建電路 仿真模型 如 上 圖 。 電路仿真是 指仿真軟件在計算機 上 對已構(gòu)建 的 電路 進行 模擬 ，并提供電路 所需 電 源 或相應(yīng)的輸入信號， 最后 在 電腦 屏幕上模擬示波器 給 出測試點 的對應(yīng) 波形 或描繪 出相應(yīng)的波形。 用 Visio 軟件 畫出仿真電路圖如下 167。 4 0 k H zS E TC L RD=000T i m e d e l a y 1=000=000=000T i m e d e l a y 3T i m e d e l a y 2T i m e d e l a y 4 = 1000 = 1000S E TC L RSRD C燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 167。 移 相 生 成 電 路 功 率 變 換 濾 波P I U 0UrUf 在 該結(jié)構(gòu)流程 圖 中 ， Uf 為 輸出電壓反饋 信號 ， Ur 為 輸出電壓參考值。 第四章 模擬 仿真分析 16 移相脈沖 生成 電路 167。 最后 ，異或門的輸出 是 產(chǎn)生了一定移向 角度 的 PWM 脈沖，其中 一路 控制超前橋臂 的 S1 開關(guān)， 另一路經(jīng)過 反向 門后 控制超前 橋臂 的 S3。 兩路 比較器的輸出 分別 經(jīng)過或非門后再宋瑞 SR 觸發(fā)器 的 S R 輸入端 。此 誤差 信號輸入后分成兩路： 其中的一路與 1V 基準(zhǔn) 電壓比較， 如果 誤差信號小于 1V，生成 180176。 Ramp 端口 產(chǎn) 生 40KHZ 的 鋸齒波。 但是 PSIM 中 沒有 現(xiàn)成的 3875 芯片 的 模塊 ，所以需要自己利用 PSIM 中的一些器件來 構(gòu)成移相 生成電路 ， 模擬移 相 脈沖的生成 。 167。 其中 。同時 該 變換器還 保持了 電路拓?fù)浜啙?、控制方式簡?、開關(guān)頻率固定 、元器件的電壓和電流應(yīng)力小等一系列優(yōu)點 。移相 PWM 控制方案利用功率 管的 結(jié)電容以及 高頻變壓器的漏電感作為諧振元 件，使開關(guān)管 可以做到 零電壓開通和關(guān)斷。 167。用來 減少 試驗 設(shè)計 中的盲目 性 。 167。與 其他仿真軟件相比， PSIM 的 最大優(yōu)點就是燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 界面簡潔， 操作 方便。 167。 R? =144W 負(fù)載 R=4Ω 輔助鉗位電容 Cc= 第四章 模擬 仿真及 分析 對 系統(tǒng)進行模擬仿真是 研究的 一個重要環(huán)節(jié)， 其 目的 在于 ：在進行 實物實驗 之前，先 搭建 一個 模擬 的實驗環(huán)境，對 所需 的實驗結(jié)果進行一個模擬發(fā)生，從而減小設(shè)計研發(fā)的盲目性 ， 提高科研效率。??????。Vlf。 整流橋 部分 整流橋采用 四個快恢復(fù)二極管 ， 其 通態(tài) 壓降 Vd = 167。 逆變?nèi)珮虿糠? 逆變?nèi)珮?采用 絕緣柵 雙極性晶體管 （ IGBT） 功率管 輸入電感 Lk=15uh 第二章 移相全橋 ZVZCS 變換器 12 167。 167。 本 變換器由主電路， 輔助電路 構(gòu)成。 本章主要分析了副邊采用輔助鉗位 電容的 ZVZVS FBPWM 變換器的工作原理， 其中 不僅有 開關(guān)管 的具體工作 狀況 ，更重要的是對相關(guān)元器件 （ 電容、 電感 、 二極管 ） 的工作 方式 進行了 仔細(xì) 研究，并 對電路拓?fù)涞母鱾€階段的工作模式 轉(zhuǎn)換 進行了深入的分析 。 ② Q2 和 Q4 的 驅(qū)動信號應(yīng)該在原邊電流降為零 之后 給出。因此如果 電路滿足 了 零電流關(guān)斷條件，則 自然滿足 零電流開通條件 。即 同一 橋臂的 兩個 開關(guān)管的 的死區(qū)時間應(yīng)該 大Td 1d 2d 3 d 4d cd hL 0C cC 0RD 3D 1D 2D 4L kV i ni c燕山大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 于并聯(lián)電容的充放電時間。 1. 超前橋臂 實現(xiàn) 零電壓 開關(guān) 的條件 超前橋臂 的零電壓開關(guān)是在自身并聯(lián)的結(jié)電容 充放電 條件完成的，因此，其條件有 如下 兩個： ① 諧振電路本身 應(yīng)該能保證開關(guān)管 并聯(lián) 電容通過諧振 可以完全 放電。超前橋臂開關(guān) 的 ZVS 的實現(xiàn)方式與常規(guī) ZVS 全橋 PWM 變換器是類似的。 167。 t67 = 2????(???????? 。 此外， 整流橋 電壓 被 Vcc 鉗位 。 此 模式結(jié)束后，原邊電流降為零。 變壓器 的原邊電壓 Vab 為零 ， 副邊的反射電壓加到 漏感上 使得原邊電流迅速 下降 。 t35 = 2??????.?????????????? (17) 模式六 [t5t6] C3 放電 完全 電壓降為零 ， D3 導(dǎo)通 ， 此時 開