半橋諧振開(kāi)關(guān)電源電路原理

開(kāi)關(guān)電源脈沖調(diào)制電路中，加入LC諧振電路，使得流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流及管子兩端的壓降為準(zhǔn)正弦波。這種開(kāi)關(guān)電源稱為諧振式開(kāi)關(guān)電源。利用一定的控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管在電流或電壓波形過(guò)零時(shí)的切換，這樣對(duì)縮小電源體積、增大電源控制能力、提高開(kāi)關(guān)速度、改善紋波都有極大好處。所以諧振開(kāi)關(guān)電源是當(dāng)前開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的主流技術(shù)。準(zhǔn)諧振開(kāi)關(guān)主要分為兩種：一種是ZCS，即零電流開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)管在零電流時(shí)關(guān)斷；另一種是ZVS，即零電壓開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)管在零電壓時(shí)關(guān)斷。

圖5-23所示是半橋諧振開(kāi)關(guān)電源電路簡(jiǎn)圖，圖中，IC801為諧振型開(kāi)關(guān)電源專用厚膜電路，T862為開(kāi)關(guān)電源變壓器，其二次側(cè)采用由VD883、VD884、C884組成的全波整流電路。2801為誤差取樣放大器，VT862為光電耦合器。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明電路的工作原理。

開(kāi)關(guān)變壓器T862的5-7繞組L與電容C870構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，其諧振頻率fo比開(kāi)關(guān)電源實(shí)際工作頻率f1略低。串聯(lián)諧振電路的諧振頻率fo為IC801的⑩腳輸出的矩形脈沖電壓U0加在LC串聯(lián)諧振電路的兩端。當(dāng)矩形脈沖頻率fi等于LC串聯(lián)電路的諧振頻率fo時(shí)，電路就會(huì)發(fā)生串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振時(shí)LC串聯(lián)電路的阻抗最低，如圖5-24（a）所示，同時(shí)，L兩端的電壓UL與電容C870兩端的電壓Uc絕對(duì)值相等，且均為輸入脈沖電壓Uo的Q倍，因此LC串聯(lián)諧振稱為電壓諧振，UL、UC與頻率f的關(guān)系如圖5-24（b）、（c）所示。

當(dāng)IC801的⑩腳輸出矩形脈沖頻率遠(yuǎn)低于或遠(yuǎn)高于fo時(shí)，LC串聯(lián)電路不諧振，流過(guò)電感L的電流很小，L中儲(chǔ)存的磁能很小，變壓器T862二次繞組輸出電壓很低，開(kāi)關(guān)電源不能正常工作。

當(dāng)IC801的⑩腳輸出矩形脈沖頻率位于fo附近時(shí)，LC串聯(lián)電路諧振，在L中流過(guò)的電流很大，T862二次繞組有電壓輸出，開(kāi)關(guān)電源正常工作。

開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓過(guò)程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓上升或電源負(fù)載減輕時(shí)，+125V電壓f→2801的①腳電壓f→2801的③腳電壓↓→光電耦合器VT862內(nèi)發(fā)光二極管發(fā)光f→VT862內(nèi)光敏三極管內(nèi)阻↓→IC801的⑧腳電壓↓→IC801內(nèi)振蕩器頻率f→IC801的⑩腳輸出的矩形脈沖頻率f1↑→圖5-24中的f1右移一電感L上的電壓UL↓→T862二次繞組輸出+125V電壓↓，保持了開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定。反之亦然。

該諧振型開(kāi)關(guān)電源具有以下特點(diǎn)。

①穩(wěn)壓環(huán)路從主電壓上直接進(jìn)行誤差電壓取樣，穩(wěn)壓環(huán)路反應(yīng)快。當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載快速變化時(shí)，穩(wěn)壓瞬態(tài)特性好，空載時(shí)也能保持良好的穩(wěn)壓效果。

②采用光電耦合器傳送誤差控制電壓，使開(kāi)關(guān)電源地與主板地的電隔離良好，主板不帶電，檢修方便、安全。

③采用兩個(gè)MOS型場(chǎng)效應(yīng)功率管推挽工作，比單管開(kāi)關(guān)電源功率大，特別適用于大功率用電設(shè)備。

④開(kāi)關(guān)管采用MOS型場(chǎng)效應(yīng)管―沒(méi)有多數(shù)載流子的電荷儲(chǔ)存效應(yīng)，開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟損耗和關(guān)斷損耗小，電路效率高。場(chǎng)效應(yīng)管屬于電壓控制器件，對(duì)激勵(lì)功率的要求較小，減輕了驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)擔(dān)，同時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管耐浪涌電流、沖擊電流的能力較強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生熱擊穿。

⑤LC諧振電路選頻后，T862輸出正弦波電壓，因此采用全波整流電路，大大減小了紋波電壓，浪涌電流和尖峰電壓也很小，減小了對(duì)其他電路的干擾。