基于UC3875的全橋軟開關(guān)直流電源設(shè)計(jì)(3)

3  仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

　　PSpice是一款功能強(qiáng)大的電路分析軟件，對(duì)開關(guān)頻率70kHz的ZVZCS軟開關(guān)電源的仿真是在PSpice9.1平臺(tái)上進(jìn)行的。

　　實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的主回路結(jié)構(gòu)采用圖1所示的電路拓?fù)?，阻斷二極管采用超快恢復(fù)大功率二極管RHRG30120，其反向恢復(fù)時(shí)間在100ns以內(nèi)，滿足70kHz開關(guān)頻率的要求。開關(guān)管MOSFET采用IXYS公司的IXFK24N100開關(guān)管，這種型號(hào)MOS管自身反并有超快恢復(fù)二極管，其反向恢復(fù)時(shí)間約250ns。

　　圖5是超前橋臂開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電壓與管壓降波形圖，（a）為仿真波形、（b）為實(shí)驗(yàn)波形，可見超前臂開關(guān)管完全實(shí)現(xiàn)了ZVS開通，VT1、VT2關(guān)斷時(shí)是依賴其自身很小的結(jié)電容來實(shí)現(xiàn)的，從圖中可以看出，關(guān)斷時(shí)也基本實(shí)現(xiàn)了ZVS關(guān)斷。

圖6是滯后橋臂開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電壓與電流波形圖，（a）為仿真波形、（b）為實(shí)驗(yàn)波形；圖7是滯后臂開關(guān)管管壓降與電流波形圖，（a）為仿真波形、（b）為實(shí)驗(yàn)波形，從圖6、圖7可以看出滯后臂開關(guān)管VT3、VT4很好地實(shí)現(xiàn)了ZCS關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)開關(guān)管電流已經(jīng)為零；滯后臂開關(guān)管完全開通之前，開關(guān)管電流也幾乎為零，基本實(shí)現(xiàn)了ZCS開通。而且滯后橋臂開關(guān)管VT3、VT4可以在很大負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)ZCS開關(guān)。

　　圖8是兩橋臂中點(diǎn)之間的電壓Uab的波形圖，（a）為仿真波形、（b）為實(shí)驗(yàn)波形。圖9是阻斷電容Cb上的電壓U曲波形，（a）為仿真波形、（b）為實(shí)驗(yàn)波形。從圖上可以看出，由于有Ucb的存在，Uab不是一個(gè)方波。當(dāng)Uab=0時(shí)，阻斷電容Cb上的電壓Ucb使原邊電流ip逐漸減小到零，由于阻斷二極管的阻斷作用，ip不能反向流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了滯后橋臂的ZCS開關(guān)。

4  結(jié)論

    本文在介紹了移相諧振控制芯片UC3875的工作特點(diǎn)并詳細(xì)分析了采用串聯(lián)阻斷二極管的移相式ZVZCS PWM軟開關(guān)工作特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一臺(tái)1.2kW、開關(guān)頻率70kHz的全橋軟開關(guān)直流電源，并應(yīng)用PSpice軟件進(jìn)行了仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本符合。實(shí)驗(yàn)表明以UC3875為核心的控制部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，電源主電路開關(guān)管均實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)，并克服了單純的ZVS或ZCS軟開關(guān)模式的缺點(diǎn)，可有效減小開關(guān)管開關(guān)過程引起的損耗，有利于提高電源開關(guān)頻率，減小電源體積和重量。