10kW全橋移相ZVSPWM整流模塊的設計
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2 控制電路設計
控制電路采用了專(zhuān)用移相控制器件UC3879，原理框圖如圖2所示。
圖2 控制電路框圖
圖2中ISET為電流限流設定值，VSET為電壓設定值，分別由微處理器產(chǎn)生；IO為輸出電流值，VFB為輸出電壓反饋值；SHT為故障關(guān)機信號，IPR為原邊電流采樣值。
UC3879采用電流型PWM控制方式，把變壓器原邊電流引入到芯片內部，提高了模塊的瞬態(tài)響應速度。UC3879輸出的OA，OB，OC，OD4路信號再通過(guò)TLP250光耦組成了驅動(dòng)電路，分別驅動(dòng)S1～S4 4組開(kāi)關(guān)管。OA/OB，OC/OD相位互補，OA(OB)分別超前OC(OD)一定的移相角。
由于本全橋移相開(kāi)關(guān)管采用IGBT，電流關(guān)斷時(shí)存在拖尾現象，開(kāi)關(guān)管兩端并聯(lián)的電容比較大，導致空載損耗比較大。因此，在設計中采用了模塊輕載時(shí)降低開(kāi)關(guān)頻率的方法，即在輸出電流0.5A時(shí)，使開(kāi)關(guān)頻率適當降低；而當輸出電流>0.5A時(shí)，使模塊開(kāi)關(guān)頻率恢復正常值。降頻的實(shí)際電路如圖3所示，IO′為輸出電流值，IREF為設置的電流閾值。當輸出電流超過(guò)設置的電流閾值時(shí)，Q1導通，UC3879的振蕩電阻變?yōu)镽28和R17(R17見(jiàn)圖2)并聯(lián)；而當輸出電流小于設置的電流閾值時(shí)，Q1關(guān)斷，UC3879的振蕩電阻為R17。
圖3 降頻控制電路
實(shí)測樣機在交流輸入440V時(shí)，不降頻的情況下，空載損耗有220W左右，而采用降頻控制技術(shù)后，空載損耗只有130W左右。
3 實(shí)驗結果
按照上述設計思想制作了2臺試驗樣機，表1為其中一臺實(shí)測的效率數據。
表1 實(shí)測效率
| 負載電流/A | 效率/％ |
|---|---|
| 10 | 92.6 |
| 13 | 94.2 |
| 26 | 94.15 |
| 30 | 93.90 |
| 35 | 93.41 |
輸入電壓380V，輸出電壓240V。
圖4為2A負載時(shí)超前管S1的驅動(dòng)波形（CH1）和漏源極波形(CH2)；
圖5為2A負載時(shí)滯后管S2的驅動(dòng)波形（CH2）和漏源極波形(CH1),從圖5可以看出滯后管還沒(méi)有實(shí)現ZVS；
圖6為15A負載時(shí)滯后管S2的驅動(dòng)波形（CH2）和漏源極波形(CH1),從圖6可以看到滯后管已實(shí)現ZVS；
圖7為35A負載時(shí)變壓器的原邊波形(20A/div)。
圖4 2A負載時(shí)S1驅動(dòng)波形與漏源極波形
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