电源适配器Ps（Phase　Shifted）软开关变换器

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电源适配器Ps（Phase　Shifted）软开关变换器

在电源适配器中，全桥移相控制软开关PWM变换器的研究十分活跃。它是直流电源适配器实现高频化的理想拓扑之一，尤其是在中、大功率的应用场合。移相控制方式是全桥变换器特有的一种控制方式，是指保持每个开关管的导通时间不变，同一桥臂两只管子相位相差180°。对全桥变换器来说，只有对角线上的两只开关管同时导通时，变换器才输出功率。所以，可通过调节对角线上的两只开关管导通重合角的宽度来实现稳压控制。如果我们定义此导通重合角的脉宽为输出脉宽的话，实际上就成为PWM控制方式。因此，人们也称此类变换器为移相全桥PWM( ps-fb-pwn)变换器。通常定义首先开通的两只开关管为超前桥臂，后开通的两只开关管为滞后桥臂。

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     目前，全桥移相控制软开关PWM变换器的研究热点已由单纯地实现零电压软开关（ZVS）转向同时实现零压零流软开关（ZVZCS）。全桥移相控制ZVS方案至少有四点缺陷：
     ①全桥电路内有自循环能量，影响变换效率；
     ②副边存在占空度丢失，最大占空度利用不充分；
     ③在副边整流管换流时，存在谐振电感与整流管的寄生电容的强烈振荡，导致整流管的电压应力较高，吸收电路的损耗较大，且有较大的开关噪音；
     ④滞后臂实现零电压软开关的受负载和电源适配器电压的影响。
     另外，在功率器件发展领域，1GBT以其优越的性价比，在中大功率的应用场合已普遍实用化。因而，针对全桥移相控制ZVS方案存在的问题，各种全桥相移ZVZCS软开关的方案应运而生。目前，正在研究或已产品化的全桥ZVZCS软开关技术主要有：变压器原边串联饱和电感和适当容量的隔直阻断电容，变压器原边串联适当容量的隔直阻断电容，滞后臂的开关管串联二极管、利用IGBT的反向雪崩击穿电压使原边电流复位的方法实现ZCS软开关等。
     除利用IGBT的反向雪崩击穿电压使原边电流复位的方法实现ZCS软开关方案为有限双极性控制方式以外，其他几种方案的控制方式全为相移PWM方式。上述几种方案都能解决全桥相移zVs的固有缺陷，如大幅度地降低电路内部的自循环能量，提高变换效率；减少副边的占空度丢失，提高最大占空度的利用率；软开关实现范围基本不受电源适配器电压和负载变化的影响，实现全负载范围内的高变换效率，为提高电路的开关频率准备了条件，使整机的轻量化、小型化成为可能，可进一步提高整机的功率变换密度，符合开关电源适配器行业的发展方向。
     但是，这几种方案还是有不足之处。它们都是在电源适配器变压器的原边采取措施实现ZVZCS软开关。为了使原边电流复位，它们都付出了使原边损耗加大的代价。饱和电感是有损耗器件，且在开关频率较高时损耗会加大。对饱和电感磁芯材料的要求也很高，不易产品化。滞后臂的开关管串联二极管会增加功率传输时的损耗，二极管的发热量不小，需要散热器固定。利用lGBT的反向雪崩击穿电压使原边电流复位则是使变压器原边漏感能量消耗在1GBT上，且受IGBT反向雪崩击穿能量的限制，影响IGBT的可靠运用。
     上述方案在副边都没有采取措施。为了防止在副边整流管换流时，变压器漏感与整流管寄生电容的强烈振荡和由于二极管反向恢复电流引起的整流管电压应力过高，势必要在整流管上加RC吸收，以降低反向尖峰电压。此时，RC吸收电路会带来损耗，且反向尖峰电压的抑制作用达不到最佳效果，同时易引起较大的开关噪音。在选择整流管的耐压定额时，要考虑此反向尖峰电压的影响。

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| 发布时间：2018.03.31 来源：电源适配器厂家

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