移相全桥拓扑原理图,移相全桥电路-KIA MOS管
移相全桥拓扑
移相全桥拓扑是一种用移相控制方式的DC-DC变换器拓扑结构。它利用功率器件的结电容和谐振电感的谐振，实现恒频软开关操作，从而有效降低开关损耗，提高转换效率，减小装置体积。
移相全桥拓扑主要通过调节对角两个开关管的导通相位差（即移相角）来控制输出电压，具有控制简单、适用范围广等优点。移相全桥有零电压开关(ZVS)和零电压零电流开关(ZVZCS)两种实现方式。
移相全桥拓扑的基本电路包括原边全桥电路、变压器和副边整流电路。原边全桥电路由四个功率开关管（Q1-Q4）组成，通过输入直流源Vin供电，并包含输入电容Cin和谐振电感Lr。副边电路则根据应用需求选择全波整流电路或全桥整流电路，通常包含整流二极管（DR1~DR4）、滤波电感Lf、滤波电容Cf以及负载Rd。
ZVS移相全桥电路原理图
ZVS移相全桥电路能够有效降低功率管开关损耗，提高开关频率，减小装置体积。电路控制方式简单，适用于多种输入电源和负载类型。其基本电路包括：原边全桥电路、变压器和副边整流电路，参见下图。常用副边电路有全波整流电路（下图(a)）与全桥整流电路（下图(b)）。
全桥整流多适用于大功率场合，小功率场合可采用全波整流。
原边全桥电路包含：输入直流源Vin 、输入电容Cin、功率开关管器件（Q1~Q4）以及谐振电感Lr ，其中体二极管（D1~D4）以及寄生结电容（C1~C4） 为功率开关器件的自有部分。为抑制变压器磁饱和，部分电路会在Lr 后串联隔直电容。
副边电路包含：整流二极管（DR1~DR4）、滤波电感（Lf）、滤波电容（Cf）以及负载（Rd）。
工作原理
1、PWM控制方式
移相全桥电路分为超前桥臂（Q1、Q2）与滞后桥臂（Q3、Q4），同一桥臂的上下两个开关管轮流导通，实现控制。
移相角：对角两个开关管的导通相位差（0°~180°）。可以通过控制移相角的大小改变原边输出电压占空比，从而调节输出电压。
死区时间：同一臂上下两管的开通与关断之间的间隔时间。
为便于分析电路工作过程，我们做以下假设：
1.功率开关管的寄生电容应满足C1=C2=Clead，C3=C4=Clag；
2.滤波电感足够大，满足Lf＞＞Lr/K2其中K为变压器原副边匝比；
3.输出滤波电容足够大，其电压可认为是恒压源。
2、工作模态分析
移相全桥的一个周期中包含12个工作模态，下面以半个周期（t0~t6）为例进行讲解，电路副边为全波整流电路。
工作模态1（t0~t1）：正半周期功率输出模式
t0时刻Q1、Q4导通且VAB处于恒定状态（VAB=Vin），原边电流Ip经Q1、Lr、Q4向负载供电，同时给结电容C2、C3充电。
变压器副边DR1导通，DR2截止，DR1、Lf、Rd构成供电回路。
滤波电感Lf的电流在电压VLf=Vin/n-V0的作用下线性增加。
工作模态2（t1~t2）：超前桥臂谐振模式
在t1时刻Q1关断，由于谐振电感Lr的存在，电流Ip不会突变，仍维持正向(A→B)流动，Ip从Q1中转移到C1和C2支路中，对C1充电并对C2放电，C1、C2与Lr发生谐振。
由于C1、C2的作用，Q1零电压关断。
由于谐振电感Lr和原边等效滤波电感Lf串联，因而电感很大，可认为原边电流Ip近似不变，类似于一个恒流源。
工作模态3（t2~t3）：原边电流钳位续流模式
t2时刻C1与C2充放电结束。此时C2两端电压为0，电流经D2续流，并将开关管Q2漏源极的电压箝位为０，此时便可实现Q2的零电压开通。
此时VAB为0，原边电流Ip仍按原方向继续流动，但是在不断减小。
工作模态4（t3~t4）：滞后桥臂谐振模式
t3时刻Q4关断。Ip从Q4中转移到C3和C4支路中，对C4充电并对C3放电，谐振电感Lr和C3、C4发生谐振。由于有C3和C4作用，Q4零电压关断。
此时AB之间电压由0变为负（VAB=-VC4），副边变压器感应电动势反向，使得整流二极管DR2导通，DR1和DR2同时导通后将变压器的副边线圈短路。在此过程中DR1中电流不断减小，DR2中电流不断增大。
工作模态5（t4~t5）：谐振能量回馈电源模式
t4时刻C3与C4充放电结束。此时VAB=-VC4=-Vin,D3导通续流，将开关管Q3漏源极的电压箝位为０，此时便可实现Q3的零电压开通。
体二极管D2、D3续流，将谐振电感Lr所储存的能量回馈给电源，变压器原边电流Ip线性减小。
工作模态6（t5~t6）：原边电流缓变模式
t5时刻Ip将为零后向负向增大。此时D2与D3关断，Q2和Q3为原边电流提供通路。
此时原边电流仍不足以提供负载电流，副边绕组还处于短接状态。
因此原边绕组电压仍为零，电压Vin全部施加在Lr两端，反向线性上升。
直到t6时刻，DR1与DR2换流结束,DR1截止，随后进入负半周期的功率输出模式（Q2、Q3稳定导通）。
负半周的工作过程与正半周期类似。
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