O 引言
基于軟開關技術的全橋0C／DC變換器在高頻、大功率的直流變換領域，有著廣泛的應用前景，它提高了系統(tǒng)的效率，增大了裝置的功率密度。本文設計的變換器現(xiàn)正應用于電子模擬功率負載中，該負載系統(tǒng)要求能有效實現(xiàn)能量回饋電網(wǎng)，且直流高壓>540V，低壓直流為48~60V，因此，為升壓變換。限于篇幅，本文僅對DC／DC變換器的設計進行討論，該變換器利用高頻變壓器的原邊漏感、功率MOSFET并聯(lián)外接的電容實現(xiàn)零電壓開關，該方案簡單、高效、易實現(xiàn)。采用改進型移相控制器UC3879為控制核心，對變換器實現(xiàn)恒流輸入控制，文中給出了實用的控制電路和主要參數(shù)的設計方法。試驗結果證明系統(tǒng)性能優(yōu)良、效率高、功率密度大。

1 基本原理
1.1 DC／DC變換器的電路原理
圖1所示的是DC／DC功率變換器的電路原理圖，功率開關管S1~S4及內(nèi)部集成的二極管組成全橋開關變換器，S1及S3組成超前橋臂，S2及S4組成滯后橋臂，S1~S4在寄生電容、外接電容C1~C4和變壓器漏感的作用F諧振，實現(xiàn)零電壓開關。其中C7為隔直電容，可有效地防止高頻變壓器的直流偏磁。低壓直流側(cè)濾波電容為C5、C6、L1為共模電感。
實時檢測的輸入側(cè)電流值同指令電流值比較，得到的誤差信號經(jīng)過PI環(huán)節(jié)輸出，由改進型移相控制器UC3879組成的控制系統(tǒng)實時生成變換器的觸發(fā)脈沖；系統(tǒng)實行恒流控制，便于在不同負載情況下考核被測試的直流電源組，同時，也利于根據(jù)試驗考核系統(tǒng)的功率等級，實現(xiàn)多個相同電子模擬負載模塊的并聯(lián)。

經(jīng)過實驗測試，DC／DC功率變換器工作在軟開關狀態(tài)下，輸出高壓直流為560V時，高頻變壓器副邊電壓的峰值高達1000V。考慮在工程應用中，系統(tǒng)應該有足夠的儲備裕量，以利于長時間可靠、安全的運行，整流部分由兩個完全相同的整流橋串聯(lián)構成。
1.2 控制策略
對于全橋變換器的控制通常有雙極性控制方式、有限雙極性控制方式和移相控制方式。雙極性控制方式下的功率開關管工作在硬開關狀態(tài)，開關管的開關損耗很大，限制了開關頻率的提高。有限雙極性控制方式可使一對開關管是零電壓開關，另一對開關管是零電流開關，適合選用IGBT作為開關管，能避免IGBT的電流拖尾。對于功率MOSFET，移相控制方式的拓撲結構簡潔，控制方式簡單，也有很多優(yōu)點：
1)開關頻率恒定，利于濾波器的優(yōu)化設計；
2)實現(xiàn)了開關管的零電壓開關，減小了開關損耗，可提高開關頻率；
3)功率器件的電壓和電流應力小。
因此，該DC／DC功率變換器的控制采用移相控制方式實現(xiàn)零電壓開關。每個橋臂的兩個開關管成180°互補導通(同一橋臂兩開關管有一死區(qū)時間)，兩個橋臂的觸發(fā)角相差一個相位，即移相角，通過調(diào)節(jié)移相角可以調(diào)節(jié)輸出電壓。開關管關斷時變壓器的原邊電流給關斷開關管的并聯(lián)電容充電，同時，同一橋臂即將開通的開關管的并聯(lián)電容放電；當關斷開關管的并聯(lián)電容電壓充電到輸入直流電壓時，即將開通的開關管集成的反并聯(lián)二極管自然導通，這時該開關管實現(xiàn)零電壓開通。開關管關斷時，由于并聯(lián)電容的存在該開關管實現(xiàn)零申壓關斷。

2 控制電路及主要參數(shù)的設計
2.1 控制電路的設計
移相控制器UC3879是UC3875的改進型，該集成電路提供了全部必要的控制、解碼、保護及驅(qū)動功能，可獨立編程控制時間的延遲，在每只輸出級開關管導通前提供死區(qū)時間，為每個諧振開關區(qū)間里實現(xiàn)ZVS留有余地，總的輸出開關頻率可達300kHz，保護功能包含欠壓鎖定、過流保護，它適用于電壓型控制或峰值電流型控制，圖2是控制電路原理圖，欠壓鎖定電平根據(jù)UVSEL端狀態(tài)選定，有兩個預定義的閾值：若UVSEL端浮動，則芯片在電源電壓超過15.25V啟動；若UVSPL端接VIN端，則在10.75V時啟動。／EA端為誤差放大器反向輸入端，該端同COMP端之間接R、C補償元件。CS端是電流比較器的同相輸入端，其反相端在芯片的內(nèi)部設置成2.0V和2.5V；當該輸入腳超過2.0V時，誤差放大器輸出電壓將超過RAMP端的電壓，移相角將限制在一個基本的值上，當該輸入腳超過2.5V時，輸出端關斷。如果該輸入腳超過2.5V的直流電壓，輸出端無效并且保持低電平，故使用該腳作為電壓、電流保護的輸入端。
工作頻率由腳RT及CT外接的元件R3及C10決定，如果工作頻率為fs，振蕩器的占空比為Dosc，則

2.2 同一橋臂兩開關管死區(qū)時間的確定
為了保證每一開關管實現(xiàn)零電壓開通和關斷，確定同一橋臂的功率開關管的死區(qū)時間是關鍵。
S3及S1驅(qū)動信號的死區(qū)時間

O 引言
基于軟開關技術的全橋0C／DC變換器在高頻、大功率的直流變換領域，有著廣泛的應用前景，它提高了系統(tǒng)的效率，增大了裝置的功率密度。本文設計的變換器現(xiàn)正應用于電子模擬功率負載中，該負載系統(tǒng)要求能有效實現(xiàn)能量回饋電網(wǎng)，且直流高壓>540V，低壓直流為48~60V，因此，為升壓變換。限于篇幅，本文僅對DC／DC變換器的設計進行討論，該變換器利用高頻變壓器的原邊漏感、功率MOSFET并聯(lián)外接的電容實現(xiàn)零電壓開關，該方案簡單、高效、易實現(xiàn)。采用改進型移相控制器UC3879為控制核心，對變換器實現(xiàn)恒流輸入控制，文中給出了實用的控制電路和主要參數(shù)的設計方法。試驗結果證明系統(tǒng)性能優(yōu)良、效率高、功率密度大。

1 基本原理
1.1 DC／DC變換器的電路原理
圖1所示的是DC／DC功率變換器的電路原理圖，功率開關管S1~S4及內(nèi)部集成的二極管組成全橋開關變換器，S1及S3組成超前橋臂，S2及S4組成滯后橋臂，S1~S4在寄生電容、外接電容C1~C4和變壓器漏感的作用F諧振，實現(xiàn)零電壓開關。其中C7為隔直電容，可有效地防止高頻變壓器的直流偏磁。低壓直流側(cè)濾波電容為C5、C6、L1為共模電感。
實時檢測的輸入側(cè)電流值同指令電流值比較，得到的誤差信號經(jīng)過PI環(huán)節(jié)輸出，由改進型移相控制器UC3879組成的控制系統(tǒng)實時生成變換器的觸發(fā)脈沖；系統(tǒng)實行恒流控制，便于在不同負載情況下考核被測試的直流電源組，同時，也利于根據(jù)試驗考核系統(tǒng)的功率等級，實現(xiàn)多個相同電子模擬負載模塊的并聯(lián)。

經(jīng)過實驗測試，DC／DC功率變換器工作在軟開關狀態(tài)下，輸出高壓直流為560V時，高頻變壓器副邊電壓的峰值高達1000V�？紤]在工程應用中，系統(tǒng)應該有足夠的儲備裕量，以利于長時間可靠、安全的運行，整流部分由兩個完全相同的整流橋串聯(lián)構成。
1.2 控制策略
對于全橋變換器的控制通常有雙極性控制方式、有限雙極性控制方式和移相控制方式。雙極性控制方式下的功率開關管工作在硬開關狀態(tài)，開關管的開關損耗很大，限制了開關頻率的提高。有限雙極性控制方式可使一對開關管是零電壓開關，另一對開關管是零電流開關，適合選用IGBT作為開關管，能避免IGBT的電流拖尾。對于功率MOSFET，移相控制方式的拓撲結構簡潔，控制方式簡單，也有很多優(yōu)點：
1)開關頻率恒定，利于濾波器的優(yōu)化設計；
2)實現(xiàn)了開關管的零電壓開關，減小了開關損耗，可提高開關頻率；
3)功率器件的電壓和電流應力小。
因此，該DC／DC功率變換器的控制采用移相控制方式實現(xiàn)零電壓開關。每個橋臂的兩個開關管成180°互補導通(同一橋臂兩開關管有一死區(qū)時間)，兩個橋臂的觸發(fā)角相差一個相位，即移相角，通過調(diào)節(jié)移相角可以調(diào)節(jié)輸出電壓。開關管關斷時變壓器的原邊電流給關斷開關管的并聯(lián)電容充電，同時，同一橋臂即將開通的開關管的并聯(lián)電容放電；當關斷開關管的并聯(lián)電容電壓充電到輸入直流電壓時，即將開通的開關管集成的反并聯(lián)二極管自然導通，這時該開關管實現(xiàn)零電壓開通。開關管關斷時，由于并聯(lián)電容的存在該開關管實現(xiàn)零申壓關斷。

2 控制電路及主要參數(shù)的設計
2.1 控制電路的設計
移相控制器UC3879是UC3875的改進型，該集成電路提供了全部必要的控制、解碼、保護及驅(qū)動功能，可獨立編程控制時間的延遲，在每只輸出級開關管導通前提供死區(qū)時間，為每個諧振開關區(qū)間里實現(xiàn)ZVS留有余地，總的輸出開關頻率可達300kHz，保護功能包含欠壓鎖定、過流保護，它適用于電壓型控制或峰值電流型控制，圖2是控制電路原理圖，欠壓鎖定電平根據(jù)UVSEL端狀態(tài)選定，有兩個預定義的閾值：若UVSEL端浮動，則芯片在電源電壓超過15.25V啟動；若UVSPL端接VIN端，則在10.75V時啟動。／EA端為誤差放大器反向輸入端，該端同COMP端之間接R、C補償元件。CS端是電流比較器的同相輸入端，其反相端在芯片的內(nèi)部設置成2.0V和2.5V；當該輸入腳超過2.0V時，誤差放大器輸出電壓將超過RAMP端的電壓，移相角將限制在一個基本的值上，當該輸入腳超過2.5V時，輸出端關斷。如果該輸入腳超過2.5V的直流電壓，輸出端無效并且保持低電平，故使用該腳作為電壓、電流保護的輸入端。
工作頻率由腳RT及CT外接的元件R3及C10決定，如果工作頻率為fs，振蕩器的占空比為Dosc，則

2.2 同一橋臂兩開關管死區(qū)時間的確定
為了保證每一開關管實現(xiàn)零電壓開通和關斷，確定同一橋臂的功率開關管的死區(qū)時間是關鍵。
S3及S1驅(qū)動信號的死區(qū)時間