目前AC/DC電源在適配器和快充應用中,由于AHB拓撲,其具有LLC拓撲ZVS和ZCS的優(yōu)勢,同時也具備反激拓撲的寬輸出范圍的優(yōu)勢,所以在150-240W 功率等級范圍內常常采用AHB拓撲。目前網絡上對該拓撲的詳細介紹并不多,這里準備開源一款基于AHB拓撲的150W AC/DC電源,供大家參考,如有不對的地方也歡迎大家?guī)兔χ刚?/div>
整個變換器劃分為方波產生器、諧振網路、理想變壓器、整流網絡、和負載五個部分,其中
開關 S1 和開關 S2 不對稱工作,組成方波產生器。諧振電感 Lr、磁化電感 Lm、
鉗位電容 Cr 組成諧振網絡這類似于 LLC 轉換器
在穩(wěn)態(tài)運行時,一個開關周期存在6種工作狀態(tài),在分析前向做以下定義
1.輸出電壓恒定
2.諧振電感為變壓器漏感,且遠小于勵磁電感
3.忽略開關的功率損耗
4.S1 和 S2 的導通時間分別為 D*Ts 和(1-D)*Ts,其中 D 是 S1 的占空比,Ts 是
開關周期。在穩(wěn)態(tài)分析中,死區(qū)時間被忽略。
其關鍵波形如下圖
第 1 階段[t0~t1]:
當開關 S1 導通時,新的開關周期在時刻 t=t0開始。在子間隔[t0-t1]期間,ILm和 ILr 線性增加,直到 t1 時刻達到最大值 S1 關閉,這一階段結束。
第 2 階段[t1~t2]:
當 t = t1 時,S1 開關關閉。在子區(qū)間[t1-t2],開關管 S2 寄生電容電壓 VDS2 等于橋臂中點電壓 Vmind從 Vin到 0 呈線性下降,而電壓 VDS1從 0 到 Vin呈線性增加,此時電壓 VLm 為負,即變壓器二次電壓為正,但低于輸出電壓 Vo。因此,二次側整流器不導電。
第 3 階段[t2~t3]:
在 t = t2 時刻,開關 S2的體二極管開始導通。在子區(qū)間[t2~t3],電壓 VCr 略有升高,導致變壓器二次電壓升高,但仍小于輸出電壓 Vo,二次側整流器不導電。
在 t = t3 時刻,變壓器二次電壓增大到輸出電壓 Vo,二次側整流開始傳導。因此,變壓器一次電壓為 VLm = -NVo。
第 4 階段[t3~t4]:
在子區(qū)間[t3~t4],Cr 和 Lr 之間發(fā)生諧振,在這種模式下輸出整流器二極管電流 Id 與變壓器匝比 n 的乘積反映出 ILm 和 ILr 之間的差值。
第 5 階段[t4~t5]:
在 t = t4 瞬間,S2 開關 ZVS 導通。在子區(qū)間[t4~t5],諧振電感電流 iLr 和諧振電容電壓 vCr 的波形服從諧振頻率和諧振阻抗特性。在 t = t5 時刻,二次側整流器電流降至零,整流二極管 ZCS 關斷。因此,t = t5 時,iLr = iLm。同時當 t = t5 時 S2開關關閉。
第 6 階段[t5~t7]:
在子區(qū)間[t5~t6],電壓 Vmind=VDS2 從 0 到 Vin 呈線性增加,而電壓 VDS1 從 Vin 到 0 呈線性下降。在 t = t6時刻,開關 S1 的體二極管開始導通。t = t6 后不久,在 t = t7 瞬間,開關 S1 ZVS 導通,自此一個開關周期從新開
始
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