經常被用於中小功率電路設計的DC-DC轉(zhuan)換(huan)器(qi)一(yi)直(zhi)是(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)在(zai)進(jin)行(xing)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)時(shi)候(hou)的(de)首(shou)選(xuan)。半(ban)橋(qiao)電(dian)路(lu)由(you)兩(liang)個(ge)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)總(zong)成(cheng)，並(bing)向(xiang)外(wai)提(ti)供(gong)方(fang)波(bo)信(xin)號(hao)。大(da)家(jia)都(dou)知(zhi)道(dao)，常(chang)見(jian)的(de)半(ban)橋(qiao)控(kong)製(zhi)器(qi)通(tong)常(chang)有(you)兩(liang)種(zhong)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)


，一(yi)種(zhong)是(shi)對(dui)稱(cheng)控(kong)製(zhi)
，而(er)另(ling)一(yi)種(zhong)則(ze)是(shi)不(bu)對(dui)稱(cheng)互(hu)補(bu)控(kong)製(zhi)，本(ben)文(wen)主(zhu)要(yao)分(fen)析(xi)實(shi)現(xian)半(ban)橋(qiao)DC/DC變換器軟開關的PWM控製策略。

 

在本文中緩衝型軟開關對稱PWM控kong製zhi策ce略lve是shi指zhi對dui稱cheng控kong製zhi半ban橋qiao變bian換huan器qi磁ci心xin雙shuang向xiang磁ci化hua，利li用yong率lv高gao，且qie不bu存cun在zai偏pian磁ci。控kong製zhi方fang便bian，控kong製zhi特te性xing線xian性xing。功gong率lv管guan上shang電dian壓ya應ying力li低di

，適shi用yong於yu高gao輸shu入ru電dian壓ya場chang合he，但dan此ci種zhong半ban橋qiao變bian換huan器qi較jiao難nan實shi現xian軟ruan開kai關guan

，變bian換huan器qi效xiao率lv難nan以yi得de到dao提ti高gao。

 

 

對稱式PWM 控製ZVS半橋變換器(見圖1)，其與傳統半橋電路相比

，對稱PWM 控製的ZVS直zhi流liu變bian換huan器qi增zeng加jia了le一yi個ge由you輔fu助zhu開kai關guan管guan和he一yi個ge二er極ji管guan組zu成cheng的de支zhi路lu。其qi主zhu開kai關guan管guan不bu僅jin工gong作zuo在zai對dui稱cheng狀zhuang態tai，而er且qie下xia管guan和he輔fu助zhu開kai關guan管guan可ke在zai全quan負fu載zai範fan圍wei內nei實shi現xian ZVS

，上管也能在寬負載範圍內實現ZVS
，引起的附加損耗很小。該變換器器件所受應力小，可靠性高
，其更適合采用MOSFET做開關管，較少應用於高電壓
、大功率場合。該變換器需要利用諧振電感的儲能來實現開關管的ZVS，增大諧振電感能擴大上管ZVS範圍，但會使占空比丟失嚴重，設計諧振電感時須權衡考慮實現上管ZVS和減小占空比丟失。

 

 

圖1：對稱PWM 控製ZVS半橋變換器

 

下麵我們來具體說一下控製型軟開關PWM控製策略，它是指控製型軟開關半橋DC/DC變換器不增加主電路元器件(可增加電感電容元件以實現軟開關條件)，通過合理設計控製電路來實現軟開關。圖2給出4種控製型軟開關半橋DC/DC變換器的PWM控製策略。

 

 

圖2：控製型軟開關PWM 控製策略

 

不對稱互補脈衝PWM控製：這種策略中開關管的控製脈衝不對稱互補，采用此控製策略的傳統不對稱半橋變換器已廣泛應用於中小功率場合。其原邊開關管實現ZVS的方式有2種：負載電流ZVS方式和勵磁電流ZVS方式。其優點是：兩個開關管都可實現ZVS；一些可改善移相全橋變換器滯後臂軟開關條件的措施也可用於不對稱半橋變換器；不存在硬開關中的震蕩問題；與移相全橋變換器相比，無循環能量。其缺點是：開關管電壓應力和開關管軟開關條件不一致，上管較難實現軟開關
；整流管電壓應力不一致，且隨占空比變化，一些應用場合一個整流管電壓很高
，器件較難選擇;輕載時會失去軟開關條件
；變壓器直流偏磁

，負載越重占空比越小
，偏磁越嚴重

；非常不適用於寬輸入或寬輸出電壓的應用場合。

 

移相脈衝PWM控製：由(you)圖(tu)可(ke)見(jian)采(cai)用(yong)此(ci)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve)的(de)半(ban)橋(qiao)也(ye)稱(cheng)為(wei)雙(shuang)有(you)源(yuan)半(ban)橋(qiao)。此(ci)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve)與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)移(yi)相(xiang)全(quan)橋(qiao)拓(tuo)撲(pu)類(lei)似(si)，區(qu)別(bie)在(zai)於(yu)移(yi)相(xiang)的(de)兩(liang)個(ge)橋(qiao)臂(bi)分(fen)布(bu)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)原(yuan)副(fu)邊(bian)。此(ci)拓(tuo)撲(pu)中(zhong)，變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)漏(lou)感(gan)是(shi)中(zhong)間(jian)儲(chu)能(neng)元(yuan)件(jian)。原(yuan)副(fu)邊(bian)半(ban)橋(qiao)各(ge)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)占(zhan)空(kong)比(bi)為(wei)50%defangbo

，tongguotiaojieshuchulianggeqiaozhijiandeyixianglaikongzhibianyaqilougandenengliangcongertiaojieshuchudianya。cituopukeshixianquanfuzaifanweideruankaiguan，tongshishuchuyounenghuodetongbuzhengliu。qiquedianshi：循環能量非常大，輸出電流紋波大。為了改善輸出電流紋波大的缺點，移相ZVS半橋電路被提出。

 

脈衝移位PWM控製：此控製策略為上管下降沿與下管前沿互補，脈寬相同。可實現下管的ZVS開通
，上管仍然是硬開關。其優點是：可減少部分開關損耗；變壓器不存在直流偏磁;整流管電壓應力對稱；寬範圍輸入上優於不對稱半橋。增加輔助電路可實現上管的ZVS。

 

最後為不對稱脈衝PWM控製：其原理為其下管下降沿與上管的前沿互補，上管可實現ZVS。隻zhi要yao設she計ji的de占zhan空kong比bi較jiao小xiao
，無wu需xu其qi它ta措cuo施shi即ji使shi工gong作zuo在zai較jiao高gao頻pin率lv下xia開kai關guan損sun耗hao也ye很hen小xiao。變bian壓ya器qi直zhi流liu偏pian磁ci，除chu占zhan空kong比bi端duan點dian外wai，偏pian磁ci電dian流liu小xiao於yu不bu對dui稱cheng半ban橋qiao。寬kuan範fan圍wei適shi用yong性xing優you於yu傳chuan統tong的de不bu對dui稱cheng半ban橋qiao。低di壓ya大da電dian流liu的de應ying用yong場chang合he有you一yi定ding的de優you勢shi。

 

 

本文中比較全麵的根據具體應用場合分析和綜合比較了半橋DC/DC電路中的PWM策略。其詳盡總結了四種采用控製型的半橋DC/DC變換器PWM控製策略以及緩衝型軟開關半橋DC/DC變換器PWM控製策略，為大家在設計時的選擇提供了依據。