[align=left]　　近年來(lái)，電力電子技術(shù)發(fā)展迅速，直流開(kāi)關(guān)電源廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域。過(guò)去，笨重型、低效電源裝置已被小型、高效電源所取代，但是實(shí)現(xiàn)電源裝置的高性能、高效率、高可靠性和減小體積和重量，必須實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源的高頻化。開(kāi)關(guān)電源的高頻化不僅減小了功率變換器的體積，增大了變換器的功率密度和性能價(jià)格比，而且極大地提高了瞬時(shí)響應(yīng)速度，抑制了電源所產(chǎn)生的音頻噪聲，從而已成為新的發(fā)展趨勢(shì)。 　　然而功率變換器開(kāi)關(guān)頻率的進(jìn)一步提高（傳統(tǒng)PWM變換器中開(kāi)關(guān)器件工作在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)），受以下因素的限制：（1）開(kāi)通和關(guān)斷損耗大；（2）感性關(guān)斷問(wèn)題；（3）容性開(kāi)通問(wèn)題；（4）二極管反向恢復(fù)問(wèn)題；（5）劇烈的di／d和d／d沖擊及其產(chǎn)生的電磁干擾（EMI）。而軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是使功率變換器得以高頻化的重要技術(shù)之一，它應(yīng)用諧振的原理，使開(kāi)關(guān)器件中的電流（或電壓）按正弦或準(zhǔn)正弦規(guī)律變化。當(dāng)電流自然過(guò)零時(shí)，使器件關(guān)斷（或電壓為零時(shí)，使器件開(kāi)通）從而減少開(kāi)關(guān)損耗。它不僅可以解決硬開(kāi)關(guān)變換器中的硬開(kāi)關(guān)損耗問(wèn)題、容性開(kāi)通問(wèn)題、感性關(guān)斷問(wèn)題及二極管反向恢復(fù)問(wèn)題，而且還能解決由硬開(kāi)關(guān)引起的EM等問(wèn)題。綜上所述，基于傳統(tǒng)的硬開(kāi)關(guān)PWM的開(kāi)關(guān)電源有不合理的地方，要研究新的更有效的電源控制策略，就是用軟開(kāi)關(guān)PWM技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源。 　　本文以一種新型零電流轉(zhuǎn)換（ZCT）全橋DC／DC變換器為主電路拓?fù)洌蒛C3875芯片組成的DC／DC變換器作分析研究。 [b]1 UC3875芯片 [/b]　　UC3875單片集成電路是美國(guó)UNTRODE公司生產(chǎn)的高性能的專(zhuān)用軟開(kāi)關(guān)電源移相PWM控制器。它有4個(gè)獨(dú)立的輸出驅(qū)動(dòng)端可以直接驅(qū)動(dòng)4只功率開(kāi)關(guān)管，都能單獨(dú)進(jìn)行導(dǎo)通延時(shí)（即死區(qū)時(shí)間）的調(diào)節(jié)，對(duì)于輔助開(kāi)關(guān)管可以用相應(yīng)的主開(kāi)關(guān)管信號(hào)處理調(diào)節(jié)后進(jìn)行控制。 　　UC3875移相控制器的特點(diǎn)是：在相控范圍兩端的控制性能優(yōu)異，且具有完成有效控制、保護(hù)和驅(qū)動(dòng)的功能。芯片的保護(hù)功能包括：欠電壓鎖定，即芯片的偏置電壓在達(dá)到閾值（10．75V）之前，其4個(gè)輸出端均保持低的有源輸出狀態(tài)，內(nèi)置的1．5V滯后使工作可靠；具有過(guò)電流保護(hù)，一旦出現(xiàn)故障，該保護(hù)電路可在70ns之內(nèi)關(guān)斷所有輸出端；故障處理可在全周期范圍內(nèi)再啟動(dòng)。此外該芯片還自帶帶寬超過(guò)7MHz的誤差放大器，1個(gè)5V基準(zhǔn)電壓，軟啟動(dòng)，1個(gè)斜坡電壓發(fā)生器和斜率補(bǔ)償電路。該器件具有欠電壓封鎖功能。發(fā)生欠電壓封鎖時(shí)，所有輸出端均為低電平，一直到電源電壓達(dá)到10．75V門(mén)限值。為了提高欠電壓封鎖的可靠性，通常欠電壓封鎖門(mén)限制滯后1．5V，即當(dāng)電源電壓下降到9．25V時(shí)，欠電壓封鎖電路仍工作。該器件還具有過(guò)電流保護(hù)功能，過(guò)電流故障發(fā)生后70ns內(nèi)，全部輸出級(jí)都能轉(zhuǎn)入判斷狀態(tài)。過(guò)電流故障消除后，器件能重新開(kāi)始工作。 表l為該芯片的引腳對(duì)照表：[/align][align=center] 圖1 總體框架圖 [/align]　　引腳2端輸出信號(hào)高到一定值時(shí)，由內(nèi)部RS觸發(fā)器及門(mén)電路作用使C輸出與A輸出反相，即A、C輸出信號(hào)移相180度；同樣，當(dāng)引腳2輸出信號(hào)低于1V時(shí)，通過(guò)內(nèi)部RS觸發(fā)器及門(mén)電路作用使C輸出與A輸出同相，即A、c輸出信號(hào)移相0度。可見(jiàn)通過(guò)控制引腳2端的輸出可以控制A、C間相位在O～180度之間變化。B、D的工作原理與A、C相似。 2 Dc／Dc全橋變換器設(shè)計(jì) 　　（1）開(kāi)關(guān)電源結(jié)構(gòu)框圖 如圖1所示，分析開(kāi)關(guān)電源電路主要包括輸入整流濾波電路；檢測(cè)保護(hù)電路；單相橋式逆變電路；高頻變壓器；輔助電路；輸出整流濾波電路等。總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。其主電路主要功能是將22OV／50Hz的交流電源經(jīng)過(guò)變壓器后，通過(guò)三相整流橋?qū)⑵渥儞Q成直流電，然后再通過(guò)電感和電容形成的濾波器，對(duì)直流電進(jìn)行濾波，它一方面可以使直流電的電壓變得平滑，另一方面也可以提高輸入功率因數(shù)。通過(guò)整流后可獲得310V的直流電壓，然后再把這310V電壓作為DC／DC變換器的直流輸入，經(jīng)過(guò)DC／DC變換器后可得到輸出為120V的直流電壓。 　　（2）一種全橋DC／DC變換器的主電路 圖2所示為一種新型零電流轉(zhuǎn)換（ZCT）全橋DC／DC變換器的主電路。它在副邊采用了一個(gè)簡(jiǎn)單的輔助電路，不僅使主開(kāi)關(guān)管和輔助開(kāi)關(guān)管在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)均實(shí)現(xiàn)了ZCS，而且還實(shí)現(xiàn)了輸出整流二極管的軟轉(zhuǎn)換。同時(shí)輔助電路中的諧振電感也能幫助主開(kāi)關(guān)管和輔助開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)通。其簡(jiǎn)單的輔助電路由一個(gè)諧振電感厶，諧振電容G，輔助箝位二極管D。和輔助開(kāi)關(guān)S。組成，加在主變壓器的次級(jí)，以實(shí)現(xiàn)主開(kāi)關(guān)的零電流開(kāi)關(guān)。拓?fù)渲蠰k是變壓器的漏感，是變壓器的磁感應(yīng)電感，D和D。為輸出整流二極管。-n、。和，。分別是直流輸入、輸出電壓和輸出電流，變壓器原邊與副邊變比為。圖3．5為穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的工作波形。 　　（3）外電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制電路采用UC3875來(lái)實(shí)現(xiàn)，其外圍電路如圖3所示。芯片由+15V／2A電源供電。圖3中尺。、C。決定開(kāi)關(guān)頻率；由尺、c完成OUTA和OUTB的死區(qū)時(shí)間設(shè)置；尺和C完成OUTC和OUTD的死區(qū)時(shí)間設(shè)置；R。和C。設(shè)置鋸齒波的斜率和幅值；TEST內(nèi)接電流比較器，外接電源主電路直流輸入檢測(cè)端，作為一個(gè)故障保護(hù)電路；由C。完成軟啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置；芯片工作于電壓控制模式。電壓調(diào)節(jié)器利用UC3875內(nèi)的誤差放大器，輸出電壓經(jīng)過(guò)可調(diào)電阻RV，分壓后再經(jīng)尺t送到誤差放大器的反相端，調(diào)節(jié)RV。可以調(diào)節(jié)輸出電壓的反饋系數(shù)，從而調(diào)節(jié)輸出電壓。5V基準(zhǔn)電壓經(jīng)尺。分壓后送到誤差放大器的同相端作為電壓給定信號(hào)。R、R。、C。接在誤差放大器的反相端和輸出端作為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成PI調(diào)節(jié)器。 3 機(jī)仿真分析 圖4給出了額定負(fù)載下主電路仿真圖 　　圖5為開(kāi)關(guān)管S1、S2驅(qū)動(dòng)波形，開(kāi)關(guān)時(shí)間即為變換器的一個(gè)開(kāi)關(guān)周期10us，從圖5中可看出波形互補(bǔ)，為了防止S1、S2管直通，設(shè)有死區(qū)時(shí)間0．5us。 4 結(jié)語(yǔ) 　　本文介紹了UC3 8 7 5芯片及由它控制組成 的一種新型D C ／ D C全橋Z C T軟開(kāi)關(guān)電源， 并 進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)， 得出以下結(jié)論。 　　（ 1 ） 軟開(kāi)關(guān) D C／ D C變換器控制電路采用 UC 3 8 7 5移相控制芯片， 控制方便， 性能優(yōu)越。 　　（ 2 ） 移相控制零電壓P WM 變換器工作于 零電壓開(kāi)關(guān)條件下， 大大減小了開(kāi)關(guān)損耗， 有利 于提高開(kāi)關(guān)頻率， 減小變換器的體積與重量。 編輯：陳東