第五章 全桥相移式零电压切换转换器.pdfVIP

第五章 全橋相移式零電壓切換轉換器 5.1 前言 全 橋 相 移 式 零 電 壓 切 換 轉 換 器 (Full-Bridge Phase-Shifted Zero-Voltage-Switching Converter ，簡稱FB-PS-ZVS)[1-6,26-31]有別於 傳統全橋式 PWM 轉換器，其主要是利用相位調變的方式將對角線上 功率晶體的閘極驅動訊號作相位移，而零電壓的達成則是利用變壓器 一次側的漏電感(Leakage Inductance)和功率晶體上的寄生接面電容 (Junction Capacitance)來使得四個切換開關在導通(Turn on)時達到諧振 切換(Resonant Switching) 。利用這種操作方式主要是為了降低開關元件 的切換損失和開關應力與消除不必要的緩震電路(Snubber Circuit) 。它 的優點具有較高的功率密度與改善轉換效率(Conversion Efficiency) ，而 使得切換頻率可以提高。以下則對 FB-PS-ZVS 轉換器之動作原理、電 路設計技巧作一詳盡之說明。 5.2 主電路簡介 圖 5-1 所示為一典型 FB-PS-ZVS 轉換器的基本電路結構及波形，在圖 5-1(a)中之四個功率開關元件( Q ～Q )形成全橋 H 型之架構，而在此架構 1 4 中包含了主變壓器漏感及外加諧振電感的等效諧振電感(LR ) ；變壓器二次 側則是全波整流電路及由輸出電感( LO )與輸出電容( CO )所組成的低通濾 波電路；C ～C 為金氧半場效電晶體(MOSFET)的輸出電容，D ～D 為 1 4 1 4 金氧半場效電晶體的本體二極體(Body Diode) 。而圖5-1(b)中可以很明顯 的看出在功率開關( Q 及Q )作零電壓切換之前存在著兩個非線性的諧振 4 1 區間(t2 -t3 )及(t4 -t5 ) 。 30 Q1 Q 3 D C D C 1 1 3 3 V i (t) L P p R V B A dc 1:N V V S 2 S 1