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優(yōu)化全橋轉(zhuǎn)換器設(shè)計，實現(xiàn)高效零電壓開關(guān)

來源：中芯巨能：提供選型指導(dǎo)+樣片測試+現(xiàn)貨供應(yīng)| 發(fā)布日期：2025-09-27 18:00:01 瀏覽量：

在現(xiàn)代電源設(shè)計中，隔離式電源轉(zhuǎn)換的效率和穩(wěn)定性至關(guān)重要。傳統(tǒng)的硬開關(guān)全橋（HSFB）和相移全橋（PSFB）轉(zhuǎn)換器雖被廣泛采用，但在性能上仍有提升空間。本文將介紹一種基于脈寬調(diào)制（PWM）控制的全橋轉(zhuǎn)換器改進(jìn)方案，通過引入零電壓開關(guān)（ZVS），進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率并消除變壓器繞組上的諧振振鈴。

硬開關(guān)全橋（HSFB）簡述

硬開關(guān)全橋轉(zhuǎn)換器利用兩個相位相差180度的輸出信號來控制初級側(cè)電橋上的FET對角。該方法雖然能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓，但在死區(qū)時間內(nèi)，由于沒有初級側(cè)FET處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致泄漏能量與FET的輸出電容發(fā)生諧振，產(chǎn)生較大的泄漏尖峰。這不僅增加了電路元件的應(yīng)力要求，也降低了整體系統(tǒng)的效率。

優(yōu)化全橋轉(zhuǎn)換器設(shè)計，實現(xiàn)高效零電壓開關(guān)

零電壓開關(guān)（ZVS）技術(shù)的應(yīng)用

為了克服上述問題，可以采用一種新型的控制策略，在全橋轉(zhuǎn)換器的每一半使用互補邏輯來控制初級側(cè)FET。在這種配置下，當(dāng)PWM為高時，高側(cè)FET導(dǎo)通；PWM為低時，低側(cè)FET導(dǎo)通。這一簡單的改變允許在死區(qū)時間內(nèi)通過兩個低側(cè)FET續(xù)流，從而實現(xiàn)了初級側(cè)FET的零電壓開關(guān)。實驗表明，這種方法不僅能顯著降低泄漏尖峰和諧振振鈴，還能有效減少次級整流器的噪聲。

實驗驗證與比較

通過對一個經(jīng)過修改的100W、5V輸出硬開關(guān)全橋轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測試，結(jié)果顯示，僅通過引入ZVS邏輯，便能在各種負(fù)載條件下顯著提高系統(tǒng)效率。此外，相比于傳統(tǒng)的HSFB設(shè)計，采用ZVS技術(shù)的轉(zhuǎn)換器在漏源電壓方面表現(xiàn)出更低的振鈴現(xiàn)象，減少了對緩沖器的需求，進(jìn)而提高了整體系統(tǒng)效率。

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