全桥变换器原理及设计PPT幻灯片
全桥变换器
Full-bridge converter变换器电气0810 赵玮08292053题目：设计一Full-bridge converter变换器。
输出电压48V，功率为100W。
其中：输入电压为直流48V~8V。
要求：1.通过计算选参数把输出电压纹波Vp-Vp控制在2%之内。
2.主电路元器件的选用、控制芯片的选用、各种为改善电源质量的电磁兼容措施等，任由各位同学自己决定，但要说明选用的理由。
3. 要有：过压和欠压保护；短路保护；过电流保护措施一、主电路工作原理及器件选择1、全桥变换工作原理全桥变换器的主电路如下图1所示，其主要工作波形如下图2所示。
仅需在全桥电路上增加一个谐振电感L或利用变压器漏感，便可通过L1与功率开关管输出电容Ci(i=1，2，3，4)的谐振，在电感储能释放过程中，使Ci上的电压u逐步下降到零，而使功率开关管体内的寄生二极管VDi(i=l，2，3，4)开通，使电路中4个开关器件实现零电压开通或零电流关断。
通过改变对角线上开关管驱动信号之间的相位差来改变占空比，以达到控制输出电压的目的。
变压器副边所接整流二极管VD5、VD6实现全波整流。
2、Full-bridge converter变换器结构图13、全桥变换器工作波形图24、参数计算和器件选择1）变压器的选择为了在规定的输入电压范围内能够输出所要求的电压，变压器的变比应按最低输入电压U 选择。
为了降低输出整流二极管的反向电压，为了提高高频变压器的利用率，减小开关管的电流，选择副边的最大占空比为0.85，则可计算出副边电压为：(max)sec(min)sec(max)o D LFV V V V D ++=其中：0(max)V 是最高输出电压，即均充电压；d V 是输出整流二极管的通态压降；LF V 是输出滤波电感上的直流压降。
取(max)48(12%)49o V V =⨯+≈，d LF V =0.7V,V 1V =，所以sec(min)490.7163.3750.8V V ++==，所以变压器原副边变比为560.8963.375K =≈，变比即为：K=0.89。
半桥和全桥变换器拓扑——第五章-PPT精选文档
5.2.4 防止磁通不平衡的阻断电容的选择
图3.1中初级串联小电容Cb是为了避免磁通不平衡问题。 磁通不平衡在初级置位伏秒数与复位伏秒数不相等时发生。
在半桥电路中，若C1、C2接点处电压不能精确到电源电压的一半， 则Q1导通时初级承受的电压将与Q2导通时的不相等，磁通会沿磁滞 回线正向或反向持续增加直至使磁心饱和，损坏开关管。
2、初级电流、输出功率、输入电压之间的关系
设效率为80％，则 电源输入电压最低时，输入功率等于初级电压最小值与对应的初级电流 平均的乘积。即 1.25Po=(Vdc/2)(Ipft)(0.8T/T)
5.2 半桥变换器拓扑
3、初级线径的选择
半桥拓扑初级电流有效值 ，由式（3.1）可得
4、次级绕组匝数和线径的选择
5.1 概述
半桥和全桥开关变换器拓扑开关管的稳态关断 电压等于直流输入电压，而不是像推挽、单端正激 或交错正激拓扑那样为输入的两倍。所有桥式拓扑 广泛应用于直接电网的离线式变换器。 桥式变换器的另一个优点是，能将变压器初级 侧的漏感尖峰电压钳位于直流母线电压，并将漏感 储存的能量归还到输入母线，而不是消耗于电阻元 件。
5.2 半桥变换器拓扑
5.2.1 工作原理
整流和滤波
S1断开时，输入为220V交流电，电 路为全波整流电路，滤波电容C1和 C2串联，整流得到的直流电压分子 约为1.41*220流器。在输 入电压的正半周，A点相对于B点为 正，电源通过D1给C1充电，C1电压 为上正下负，峰值约为1.41*1201=168V；在输入电压的下半周，A 点电压相对于B点电压为负，电源通 过D2给C2充电，C2电压为上正下负， 峰值也为168V，两个电容串联的输 出为336V.
Q1导通时，负载电流和励磁电流流过Q1、变压器T1的漏感、Np的励磁电感及按匝比 平方折算到初级的次级负载等效阻抗，最后流经Cb到达C1、C2连接点，Np同名端电 压为正。Q1关断时，励磁电感强迫使所有绕组电压极性反向，Np同名端电压力图变 得很负，使Q1承受远大于Vdc的电压并使Q2承受反压，造成两个开关管的损坏。但 由于D6的钳位作用，Np的同名端电压就不会低于负母线电压。
半桥和全桥变换器拓扑——第五章幻灯片PPT
5.3 全桥变换器拓扑
全桥变换器最主要的 优点：其初级施加的 是幅值为±Vdc的方波 电压，而非半桥变换 器的±Vdc/2，但其开 关管承受的关断电压 却与半桥变换器一样， 等于最大输入直流电 压。
5.2 半桥变换器拓扑
1、最大导通时间、磁心尺寸和初级绕组匝数的 选择
输入电压最小或不正常工作状态时，最大导通 时间不超过0.8T/2
磁心选择〔见磁路设计〕 2假、定初最级电低流输、入输电出压功为率、〔输V入dc电/2压〕之-间1的，关最系大导通
设时效间率为为08.08％T/，2那，么在磁心种类和磁心面积的情 况电下源，输入可电通压过最法低拉时第，输定入律功计率算等出于初初级级电绕压组最数小。 值与其对中应d的B初值级为电峰流值平磁均的密乘期积望。值即的两倍。(正激变 1.2换5P器o=磁(V心dc只/2工)(I作pf在t)(磁0.8滞T/回T)线的第一象限，而
5.2 半桥变换器拓扑
工作原理
从图3.1 可见，当任何一个晶 体管导通时，另一个关断的晶 体管承受的电压只是最大直流 输入电压，而非其两倍。
首先忽略小容量阻断电容Cb，那么Np下 端可近似地看作连接到C1和C2的连接点。 假设C1、C2的容量根本相等，那么连接处 的电压近似为整流输出电压的一半，约为 168V。通常的做法是在C1、C2的两端各 并接等值放电电阻来均衡两者的电压。图 3.1中的开关Q1和Q2轮流导通半个周期。 Q1导通Q2关断时，Np的同名端〔有点端〕 电压为＋168V，Q2承受电压为336V；同 理，Q2导通Q1关断时，Q1承受电压为 336V，此时Np同名端电压为-168V。
5.1 概述
半桥和全桥开关变换器拓扑开关管的稳态关断 电压等于直流输入电压，而不是像推挽、单端正激或 交织正激拓扑那样为输入的两倍。所有桥式拓扑广泛 应用于直接电网的离线式变换器。
ZVS移相全桥变换器设计
ZVS移相全桥变换器设计ZVS（Zero Voltage Switching）移相全桥变换器是一种高效的电力转换装置，它能够实现能量的高效传输和转换。
在本文中，我们将详细介绍ZVS移相全桥变换器的设计原理、工作原理和关键技术。
1.设计原理（1）ZVS技术：ZVS技术能够将开关管的开关转换时刻与输入电流或输出电压为零的时刻相匹配，从而避免了开关管的开关损耗和开关管产生的电磁干扰。
（2）全桥变换器：全桥变换器采用四个开关管和两个二极管，能够实现输入电压的极性逆变和输出电流的正向流动。
2.工作原理（1）开关管S1和S2导通，开关管S3和S4关闭，输入电源向电感L1充电；（2）当开关管S1和S2关闭，开关管S3和S4导通时，电感L1释放能量供应给负载；（3）根据负载的需求，通过控制开关管S1、S2、S3和S4的导通和关闭，实现输入电压的极性逆变和输出电流的正向流动；（4）根据输入电压的大小、负载的需求和输出电流的波形来控制开关管的开关时刻，实现ZVS操作。
3.关键技术（1）开关管的选择和驱动：选择低导通电阻、低开关损耗的开关管，并使用高效的驱动电路，确保开关管能够在ZVS模式下正常工作。
（2）电感和电容的选择：选择合适的电感和电容数值，以及合适的磁芯材料，提高转换器的功率密度和效率。
（3）控制策略：根据负载的需求和输入电压的变化，采用合适的控制策略，如频率控制、幅度控制、相位控制等，实现最佳的动态响应和效率。
4.实际应用总结：ZVS移相全桥变换器是一种高效的电力转换装置，其设计原理基于ZVS技术和全桥变换器。
通过合适的开关管选择、驱动设计、电感和电容选择以及控制策略的优化，可以实现高效的能量传输和转换。
在实际应用中，ZVS移相全桥变换器能够带来高效、稳定和低干扰的性能优势。
全桥变换器
Full-bridge converter变换器电气0810 赵玮08292053题目：设计一Full-bridge converter变换器。
输出电压48V，功率为100W。
其中：输入电压为直流48V~8V。
要求：1.通过计算选参数把输出电压纹波Vp-Vp控制在2%之内。
2.主电路元器件的选用、控制芯片的选用、各种为改善电源质量的电磁兼容措施等，任由各位同学自己决定，但要说明选用的理由。
3. 要有：过压和欠压保护；短路保护；过电流保护措施一、主电路工作原理及器件选择1、全桥变换工作原理全桥变换器的主电路如下图1所示，其主要工作波形如下图2所示。
仅需在全桥电路上增加一个谐振电感L或利用变压器漏感，便可通过L1与功率开关管输出电容Ci(i=1，2，3，4)的谐振，在电感储能释放过程中，使Ci上的电压u逐步下降到零，而使功率开关管体内的寄生二极管VDi(i=l，2，3，4)开通，使电路中4个开关器件实现零电压开通或零电流关断。
通过改变对角线上开关管驱动信号之间的相位差来改变占空比，以达到控制输出电压的目的。
变压器副边所接整流二极管VD5、VD6实现全波整流。
2、Full-bridge converter变换器结构图13、全桥变换器工作波形图24、参数计算和器件选择1）变压器的选择为了在规定的输入电压范围内能够输出所要求的电压，变压器的变比应按最低输入电压U 选择。
为了降低输出整流二极管的反向电压，为了提高高频变压器的利用率，减小开关管的电流，选择副边的最大占空比为0.85，则可计算出副边电压为：(max)sec(min)sec(max)o D LFV V V V D ++=其中：0(max)V 是最高输出电压，即均充电压；d V 是输出整流二极管的通态压降；LF V 是输出滤波电感上的直流压降。
取(max)48(12%)49o V V =⨯+≈，d LF V =0.7V,V 1V =，所以sec(min)490.7163.3750.8V V ++==，所以变压器原副边变比为560.8963.375K =≈，变比即为：K=0.89。
单相全桥逆变电路讲解共72页PPT
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
全桥变换器原理及设计-PPT
D1 C1
D3 C3
Q1
Q3
C Lf D5 D7
T
A
Lr
Cb
Vin
Cf
B
D2 C2
D4 C4
Q2
Q4
K:1 D6
D8 D
图2、1 PS-FB ZVS-PWM DC/DC变换器原理图
❖ C1~C4开关管外并电容或寄生电容 ❖ Lr串联电感或变压器漏感 ❖ Cb隔直电容,隔直电压一般为电源电压得10%
Vo Rload
Vin/2
A
B
Q1
D1
D1 Q1 C1 Vin/2
A Vin
B
Vin/2
D2
C2
Q2
D1 Q1
D3 Q3
A Vin
B
D2 Q2
D4 Q4
Vin/2
Ts/2
0
Ton
Ts
t
Vo=DVin/4
Vin/2
Ts/2
0
Ton
Ts
t
Vo=DVin/2
D=2Ton/Ts
Vin
Ts/2
0
Ton
Ts
t
Vo=DVin
1 全桥、PS-PWM控制概念之一
ZVS
ZVS
开通
开通
Q2 D1 Q3 D1
Q1
软开 关 开
软
关通 断 通
关
断
Q1
Q4
断
ZVS
ZVS
开通
开通
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问得,可以询问与交流
10
工作过程(续)
Q1
Q2
Q1
Q4
Q3
Q4
桥式整流电路工作原理Ppt
最 高 反 向 工 作 电 压 为 200V。
（2）当 采用 桥式 整流 电 路时 ，变 压器 副边 绕 组 电压有效值为：
U2
Uo 0.9
24 0.9
26 .7
V
整流二极管承受的最高反向电压为：
U RM 2U 2 1 .41 26 .7 37 .6 V
流过整流二极管的平均电流为：
ID
t
t桥式滤波
K1断，K2断 K1合，K2断 K1合，K2合
U2
U0
交流
直流
AC50V档 DC10V档
交流 AC50V档
交流 AC50V档
直流 DC50V档
直流 DC50V档
考评员签名
D2
单相桥式整流电路
u2正半周时 电流通路
+
RL uo
-
单相桥式整流电路的工作原理
u2负半周时 电流通路
-
T
u11
A D4
u2
D1
D3
+
RL
u0
B
D2
+
_
单相桥式整流电路
+
4
+
- V4
V1
220V u u 输由出一电 个流变平压均器值，四:Io只= U二o极/R管L ，= u一2个/ R负1L载组成，其中2四只二3极管组成电桥电路。
其输出波形如下图所示。 输出电压平均值：Uou2
D3
输出电流平均值:Io= Uo/RL = u2 / RL 桥式整流电路工作原理Ppt
B
单相桥式整流电路的工作原理
整个周期的输出波形如下图所示：
- u2负半周时：D2、D4加正向电压导通， D1 、D3加反向电压截止。
全桥LLC串联谐振变换器的原理
全桥LLC 串联谐振变换器的原理1全桥LLC 串联谐振变换器的等效电路本文定义由L r 、C r 组成的LC 电路的谐振频率为：)2/(1r r r C L f π=L r 、L m 、C r 组成的LLC 电路谐振频率为：))(2/(1r m r m C L L f +=π（1）输出整流部分的等效电路：为了方便计算，假设滤波电容C f 够大，则输出电压没有纹波；又假设变压器是没有损耗的并且原边励磁电流是一个规则的正弦电流，这样副边二极管交替导通并且是零电流关断。
图2.2副边整流部分设开关的角频率为s ω，由于原边的输入电压V in 输入电流p i 有相同的相位，所以)sin()(1ϕω-≈t I t i s p p 变压器原边输入电压的幅值为nV 0，周期为s s f T /1=并且是方波信号。
当p i 大于零时，DR 1导通，当i p 小于零时，DR 2导通。
把V p 展开，得：)(sin 14)(...5,3,1ϕωπ-∑=∞=t n n nV t V s n o p 同理可得基波分量为：（1-1）（1-2）(1-3)(1-4))sin(4)(1ϕωπ-=t nV t V s op 由公式（1-3）、（1-5）可得等效电阻为：1114)sin()sin(4)()(p os p s op p ac I nV t I t nV t i t V R πϕωϕωπ=--==输出电流I o 为：πϕω12/012)sin(2p T s p s o nIdt t nI T I s =-=⎰电路中实际负载为：12p oo o L nI V I VR π==所以由（1-6）、（1-8）可得等效电阻为：Lac R nR 228π=（2）变换器等效电路图图2.3变换器交流等效电路图由图可知，假设输入有效值E in ，输出有效值是E 0，可得：inin V E π2=oo V n E π2=所以输入阻抗为：acm ac m r r j s in R s L R s L s C s L s Z s +⋅++==1)(ω传递函数H 为：(1-5)（1-6）（1-7）（1-8）（1-9）（1-10）（1-11）（1-12）ac m rr ac m in o j s R s L s C s L R s L E E s H s //1//)(++===ω定义特征阻抗为：rr r r r r o C f L f C L Z ππ212===品质因数为：Lo ac o R n Z R ZQ 228π==谐振频率为：rr r C L f ⋅=π21电感归一化量为：rmL LK =联立（1-13）、（1-14）、（1-15）、（1-16）、（1-17）得：sL r r in o j s C fR n f f j f fK E E s H s ππω218)1(1(111)(222222-+-+===即：Qff f f j f f K s H r r r j s s )()1(111)(22-+-+==ω又因为：inoinoin o V Vn V V n E E ⋅=⋅⋅⋅=ππ22所以：（1-13）（1-14）（1-15）（1-16）（1-17）（1-18）（1-19）（1-20）Qf fj f f K n E E n V V rr in o in o )()1(1111122+-+⋅=⋅=得到V o 与开关频率f 、输入电压V in 之间的关系为：inr r r o V Q ff f f f f K n V 22222()1(1111-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=所以输出增益o in V V Gain /=为：2222)1()11(111),,(Q f f f K K Q f Gain nn n n -+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=其中r n f f f /=。
推挽全桥半桥变换器21页PPT
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
推挽全桥半桥变换器4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只
全桥llc谐振变换器原理
全桥llc谐振变换器原理全桥LLC谐振变换器1. 介绍•谐振变换器是一种常用的电力电子变换器，用于将电能从一个交流电源转换到另一个电源。
•全桥LLC谐振变换器是一种常见的谐振变换器，具有较高的转换效率和较低的谐波内容。
2. 原理•全桥LLC谐振变换器基于谐振电压转换技术和全桥拓扑结构实现高效能的电能转换。
•谐振电压转换技术利用电感、电容和变压器等元件在谐振频率下形成共振回路，实现电能的转换。
•全桥拓扑结构由四个开关管和两个电感组成，通过开关管的开关动作控制电能的流动方向和大小。
3. 工作过程•开关管1和开关管4关闭，开关管2和开关管3打开。
•电能从输入电源经过开关管2、电感L1和电感L2进入输出负载。
•开关管2和开关管3关闭，开关管1和开关管4打开。
•电能从输出负载经过电感L2、电感L1和开关管4返回输入电源。
4. 特点•全桥LLC谐振变换器具有以下特点：–高效能：利用谐振电压转换技术和全桥拓扑结构，实现高效率的电能转换。
–低谐波：谐振电压转换技术可以减少输出电压的谐波含量，保证电能质量。
–可控制：通过控制开关管的开关动作，可以调节输出电压和电流的大小。
–抗干扰能力强：全桥拓扑结构具有较好的抗电磁干扰能力，保证稳定的输出电能。
5. 应用领域•全桥LLC谐振变换器广泛应用于各种电力电子系统中，包括：–电力变换器：用于实现交流电网和直流电网之间的能量转换。
–电动车充电器：将交流电源输出的电能转换为电动车电池接受的直流电能。
–太阳能发电系统：将太阳能电池板产生的直流电能转换为交流电能供电使用。
结论全桥LLC谐振变换器作为一种高效能、低谐波的电力电子变换器，具有广泛的应用前景。
通过合理的设计和控制，可以实现高效率的电能转换。
在未来的电力电子系统中，全桥LLC谐振变换器将扮演重要的角色。
全桥逆变式升压变换器工作原理
全桥逆变式升压变换器工作原理全桥逆变式升压变换器工作原理：①设计用于将直流电源转换为交流输出并实现电压升高功能全桥逆变电路基于四个开关元件构成的H桥拓扑；②四个开关两两相对配置当一组开关导通时另外一对处于截止状态这种交替切换模式使得连接在中间节点上的负载两端产生交流电压；③在具体实例中若考虑一个由MOSFET晶体管组成的全桥逆变器假设V1 V4为一组V2 V3为另一组当V1 V4导通时正弦波形的正半周出现在负载两端反之亦然；④控制策略采用脉宽调制PWM技术调节各个开关导通时间比例来控制输出电压幅度PWM信号频率决定了逆变器输出波形频率而占空比则决定了电压高低；⑤为了实现升压效果通常在逆变器前端加入DC-DC升压转换级如Boost Buck-Boost等此类电路利用储能元件如电感电容特性在开关动作间歇存储能量然后释放给负载；⑥在实际应用中如太阳能发电系统中全桥逆变器接收来自光伏板的可变直流输入然后将其转换为固定频率固定电压水平的交流输出供家庭电网使用；⑦设计时还需考虑电磁干扰EMI滤波以及保护机制例如过流过压短路保护等措施以确保系统稳定运行防止损坏；⑧控制电路通常集成微处理器或专用集成电路ASIC用于监测输入输出条件计算PWM信号参数并通过通信接口实现远程监控功能；⑨效率优化是设计过程中的重要考量因素之一通过改进开关器件性能减少死区时间提高电路布局紧凑度等方式降低损耗提高效率；⑩实现软开关技术旨在减少开关损耗提升系统整体性能通过调整PWM信号相位使得开关在零电压或零电流条件下转换状态；⑪除了基本功能之外现代全桥逆变器还具备智能化特点比如自我诊断故障记录自动重启等功能这些特性增强了设备的可维护性和用户体验；⑫在选择全桥逆变式升压变换器时用户应根据具体应用场景需求评估产品规格如额定功率效率范围输入输出电压等级以及安装环境条件等因素以确保所选设备能够满足实际要求并提供长期可靠的性能表现。
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压器匝比。而K的减小带来两个问题：①原边电流增加，开关管峰值电 流增加，通态损耗增加；②副边整流管耐压增加。
D I 1 D I 4Lr
❖ 实际广泛采用PWM，因为定频PWM开关时：输出电压中的谐
波频率固定，滤波器设计容易，开关过程所产生的电磁干扰易控制；控 制系统易实现。
❖ 移相控制方式：一个桥臂的两个开关管的驱动信号180度互补导
通且中间有死区，两个桥臂的导通角相差一个相位，即移相角。通过调 节移相角的大小来调节输出电压。
2 PS-FB ZVS-PWM DC/DC变换器工作过程
软 开 软开
关 通 关通
断 Q2 断 Q3
ZVS
ZVS
开通
开通
Q2 D1 Q3 D1
Q1
软开 关 开
软
关通 断 通
关
断
Q1
Q4
断
ZVS
ZVS
开通
开通
工作过程(续)
Q1
Q2
Q1
Q4
Q3
Q4
ip
I0
I2
VAB
0
Vin
Vrect 0
Vin/K
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12
❖ 超前臂：输出滤波电感Lf与谐振电感Lr是串联的，用来实现ZVS的能量 是Lf与Lr中能量之和。---较易
❖ 滞后臂：变压器副边是短路的，用来实现ZVS的能量只是谐振电感Lr中 的能量。---较难
3.2副边占空比丢失
❖ 副边占空比丢失是PS-ZVS-PWM变换器中的一个特有现象：副边占空 比Dsec小于原边占空比D，其差即是占空比损失Dloss。图中阴影部分 即是副边丢失的电压方波。
❖ 推荐应用于在中大功率的一次电源中。
❖ Q1&D1~Q4&D4构成两个桥臂， D是占空比：
D
Ton
Ts / 2
1 全桥、PS-PWM控制概念之二
❖ PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)：保持Ts不变， 改变Ton调控输出。
❖ PFM(脉冲频率调制Pulse Frequency Modulation):保持Ton 不变， 改变Ts 调控输出。
Q1 D2 Q4 D3
软 开 软开
关 通 关通
断 Q2 断 Q3
ZVS
ZVS
开通
开通
Q2 D1 Q3 D1
Q1
软开 关 开
软
关通 断 通
关ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
断
Q1
Q4
断
ZVS
ZVS
开通
开通
3 PS-FB ZVS-PWM变换器一些问题
3.1两桥臂实现ZVS的差异
❖ 要实现ZVS开通，必须要有足够的能量来抽走将要开通的开关管并联电 容上的电荷，并给同一桥臂将要关断开关管并联电容充电。
D1 Q1
D3 Q3
C Lf D5 D7
A Vin
T Cf
D2 Q2
B
D4 Q4
K:1 D6
D8 D
Vo Rload
VAB
Vin
Vsec
Vin/K
VCD
VO 0
Vin/K
DVin/K Ton
Vin Vin/K Vin/K
Ts/2
t
图1.1 DC/DC全桥变换器及其基本工作波形
❖ 功率开关管的电压和电流定额相同时，变换器的输出功率通 常与所用功率开关管数成正比，即双管隔离型直流变换器的 输出功率为单管的两倍，为四管全桥变换器的一半。
全桥变换器的原 理与设计
主要内容
❖ 1 全桥、PS-PWM控制概念 ❖ 2 PS-FB ZVS-PWM DC/DC变换器工作原理 ❖ 3 移相全桥ZVS PWM 直流变换器关键问题 ❖ 4 主电路参数设计 ❖ 5小信号模型建立方法
1 全桥、PS-PWM控制概念之一
单管、双管、四管（电压电流定额相同） 变换器输出功率比较
关
断 Q1
Q4
断
ZVS
ZVS
开通
开通
工作过程(续)
Q1
Q2
Q1
Q4
Q3
Q4
ip
I0
I2
VAB
0
Vin
Vrect 0
Vin/K
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12
Q1 D2 Q4 D3
软 开 软开
关 通 关通
断 Q2 断 Q3
ZVS
ZVS
开通
开通
Q2 D1 Q3 D1
Q1
软开 关 开
软
关通 断 通
关
断 Q1
Q4
断
ZVS
ZVS
开通
开通
工作过程(续)
Q1
Q2
Q1
Q4
Q3
Q4
ip
I0
I2
VAB
0
Vin
Vrect 0
Vin/K
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12
Q1 D2 Q4 D3
软 开 软开
关 通 关通
断 Q2 断 Q3
Vin/2
A
B
Q1
D1
D1 Q1 C1 Vin/2
A Vin
B
Vin/2
D2
C2
Q2
D1 Q1
D3 Q3
A Vin
B
D2 Q2
D4 Q4
Vin/2
Ts/2
0
Ton
Ts
t
Vo=DVin/4
Vin/2
Ts/2
0
Ton
Ts
t
Vo=DVin/2
D=2Ton/Ts
Vin
Ts/2
0
Ton
Ts
t
Vo=DVin
1 全桥、PS-PWM控制概念之一
Lr
loss
KVinT o K 2Lf
4 Lr KVinT o
3.3整流二极管的换流
❖ 全桥整流 优点：反向电压低(Vsec) 缺点：成本高，压降大
❖ 全波整流 优点：成本低，压降小 缺点：反向电压高(2Vsec)
C Lf
D5
D7
Cf
Vo Rload
D6
工作过程(续)
Q1
Q2
Q1
Q4
Q3
Q4
ip
I0
I2
VAB
0
Vin
Vrect 0
Vin/K
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12
Q1 D2 Q4 D3
软 开 软开
关 通 关通
断 Q2 断 Q3
ZVS
ZVS
开通
开通
Q2 D1 Q3 D1
Q1
软开 关 开
软
关通 断 通
D1 C1
D3 C3
Q1
Q3
C Lf D5 D7
T
A
Lr
Cb
Vin
Cf
B
D2 C2
D4 C4
Q2
Q4
K:1 D6
D8 D
图2.1 PS-FB ZVS-PWM DC/DC变换器原理图
❖ C1~C4开关管外并电容或寄生电容 ❖ Lr串联电感或变压器漏感 ❖ Cb隔直电容，隔直电压一般为电源电压的10%
Vo Rload
ZVS
ZVS
开通
开通
Q2 D1 Q3 D1
Q1
软开 关 开
软
关通 断 通
关
断
Q1
Q4
断
ZVS
ZVS
开通
开通
工作过程(续)
Q1
Q2
Q1
Q4
Q3
Q4
ip
I0
I2
VAB
0
Vin
Vrect 0
Vin/K
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12
Q1 D2 Q4 D3