100kHz/1000W高效全橋軟開關(guān)穩(wěn)壓電源的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)

100kHz/1000W高效全橋軟開關(guān)穩(wěn)壓電源的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測波形

南京航空航天大學(xué)嚴(yán)仰光（南京210016）摘要：用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)PQ50/50和四只低柵荷IRFP460LC、UC3875等，并在滯后臂增加輔助諧振網(wǎng)絡(luò)，可制成廉價(jià)高效93.5％的100kHz、1000W移相控制ZVS全橋軟開關(guān)電源。

實(shí)用的100kHz、1000W移相控制ZVS全橋軟開關(guān)電源IC控制系統(tǒng)UC3875與外圍電路見圖1，驅(qū)動電路及RM8Z變壓器繞組實(shí)際參數(shù)見圖2，該穩(wěn)壓電源的主功率變換器在斷開＋300V漏極電壓、無反饋條件下實(shí)測控制板驅(qū)動電路輸入脈沖波形（超前、滯后臂兩組）見圖3。

圖3給出了在低壓條件下（高壓開關(guān)管斷開＋300V不工作），實(shí)測的驅(qū)動電路輸入脈沖波形：一是超前臂IC?8、9腳輸出加到驅(qū)動電路基極的脈沖，二是滯后臂IC?13、14腳輸出加到驅(qū)動電路基極的脈沖。它們分別是在兩種不同的死區(qū)時間（延遲調(diào)節(jié)）下，各給出了兩組驅(qū)動脈沖波形。圖4則給出了在高壓反饋條件下，即電源整機(jī)正常工作時，驅(qū)動電路實(shí)測的輸入脈沖波形，均在IC控制板上測量加到互補(bǔ)對稱驅(qū)動管基極上的、已經(jīng)發(fā)生移相控制的激勵電壓脈沖，其中兩個不同的移相量，分別標(biāo)注在超前臂和

圖1用UC3875等組成的1000W全橋軟開關(guān)電源IC移相控制系統(tǒng)實(shí)際外圍電路圖

2SD667:VCBO=120V,VEBO=5V,IC=1A,PC=0.9W

ICBO=10μA,hFE=60～120,fT=140MHz

COB=12pF,TJ=150℃

2SB647:VCBO=－120V,VEBO=－5V,IC=－1A,PC=0.9W

ICBO=－10μA,hFE=60～320,fT=140MHz

COB=20pF,TJ=150℃

RM8Z?12:初始磁導(dǎo)率：2300μi±25％;飽和磁通密度：5100Gs；

電感因子AL值：1950nH/N2;

磁芯有效截面積：0.53AEcm2

磁芯體積尺寸：19.7mm×16.5mm×23.2mm

圖2IC與驅(qū)動電路四對分立器件互補(bǔ)管及RM8Z磁芯

驅(qū)動變壓器繞組實(shí)際參數(shù)示意圖

滯后臂兩組波形的對應(yīng)相位關(guān)系圖上。圖中還給出了PWM脈寬調(diào)制的、兩個不同的相應(yīng)區(qū)間，為了便于觀察，它們是在1000W電源處于半負(fù)載條件下測量的。

表1給出了在低壓條件下，UC3875各腳直流工作電壓測量值。

表1UC3875各腳直流工作電壓測量值（V）

圖3驅(qū)動電路的輸入脈沖（在低壓條件下測量）

圖中R7、R15分別為IC7腳、15腳的對地電阻，可調(diào)。

圖4加＋300高壓與反饋條件下實(shí)測的驅(qū)動電路輸入脈沖波形

圖5用國產(chǎn)PQ50/50磁芯和IRFP460LC、輔助諧振網(wǎng)絡(luò)等組成的主功率變換器電路

100kHz/1000W高效全橋軟開關(guān)穩(wěn)壓電源的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測波形

圖61000W（48V、20A）全橋軟開關(guān)電源的實(shí)測波形圖

圖71000W（±15V、30A）全橋軟開關(guān)電源的實(shí)測波形圖

1000W全橋軟開關(guān)電源的主功率變壓器高頻磁芯，是采用北京798廠的國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品材料R2KB鐵氧體磁芯PQ50/50。輔助諧振網(wǎng)絡(luò)的磁芯也是用國產(chǎn)磁性材料。圖5是用國產(chǎn)PQ50/50磁芯和IRFP460LC、輔助諧振網(wǎng)絡(luò)等組成的主功率變換器電路。

現(xiàn)給出兩組試驗(yàn)成功后的1000W（48V、20A）和1000W（±15V、30A）全橋軟開關(guān)穩(wěn)壓電源的實(shí)測波形圖。其中圖6給出了四個波形圖：1000W（48V、20A）軟開關(guān)電源的原邊繞組兩端電壓波形vAB、原邊繞組電流波形ip、副邊繞組電壓波形vS、副邊繞組電流波形is。圖7則給出了六個波形圖：全橋兩臂中點(diǎn)分別對地的開關(guān)電壓波形vA和vB、兩臂下管的基極驅(qū)動電壓波形（柵極?源極）vGS3和vGS4、原邊繞組的電流波形ip、原邊繞組兩端的電壓波形vAB。（注：波形上的雜波是由高頻寄生振蕩引起的，也與示波器探頭接地點(diǎn)有關(guān)。）