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一种中小功率的高频开关式通信电源的设计
发布时间:2015-10-11 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]针对通信电源中DC/DC 变换器的移相全桥主电路进行了分析和研究，在此基础上提出了采用改进型倍流整流移相全桥电路，来克服传统ZVS PWM 全桥变换器存在的一些问题。
1 集中供电方式通信电源系统
为了保证稳定、可靠、安全供电，通信电源系统可采用集中供电、分散供电、混合供电或一体化供电方式。其中集中供电方式通信电源系统的组成框图如图1 所示。
图1 集中供电通信电源系统示意图
目前， 国内外通信电源仍然大都采用模拟和数字相结合的控制方式， 大量应用数字化技术的还主要是保护和监控电路以及与系统的通信，完成电源的起动、输入与输出的过、欠压保护，输出的过流与短路保护及过热保护等，通过特定的界面电路，也能完成与系统间的通信与显示， 但PWM 部分仍然采用专门的模拟芯片。如中兴和华为目前还是采用传统的模拟技术，艾默生已有部分产品采用了全数字的控制，但其EMC、环路稳定性等功率电感器问题还有待于改善。
本文针对通信电源的特点及现状， 采用倍流整流的移相全桥变换器作为主电路，进行了关键参数的计算，并设计出样机进行分析仿真结果。
2 改进型倍流整流移相全桥变换器关键参数设计
倍流整流主电路结构如所图2 示。该电路由全桥逆变和倍流整流电路组成，根据负载大小的不同，该电路可工作在断续和连续模式，在断续状态下，副边二极管自然换流，没有模压电感器反向恢复引起的电压尖峰， 也没有占空比丢失的情况发电感量生， 但占空比较小，效率较低。
图2 倍流整流主电路
在连续模式下(如图3 所示)，要从实现副边整流二极管的自然换流以及实现滞后管ZVS 两个方面着手。而实现这两点的关键在于阻断电容和输出滤波电感的优化设计。
图3 电路连续模式波形图
下面对这两个元件的选择作出分析。
2.1 插件电感阻断电容设计
阻断电容上的电压使得原边电流在零电平时快速下降，所以副边整流二极管在副边电压为零阶段能换流结束， 从而避免了二极管的反向恢复问题，并且二极管换流结束后，由绕行电感器于二极管的自然阻断能力，电感上的电流反向后可以流经副边，从而折射回原边给滞后管提供能量实现ZVS。从这个意义上来说，阻断电容越小越好。但是，在中的t6时刻，变压器原边绕组上的电压最大，即Vpmax=-(Vin-Vcbp)，Vcbp是阻断电容上的最大电压，副边整流二极管上的电压应力为：
所以阻断电容越小，其上的电压也会越高，从而增大了副边整流二极管的电压应力。
从这个意义上来说，阻断电容不宜过小。所以，阻断电容的选取，是在可以保证二极管自然换流的前提下，越大越好。
从图3 中可以看到，二极管t3在时刻换流结束。最坏的情况是，在电压开始建立的时候，二极管刚好换流结束，也即t3=t4时。此时，ip减小到最小值：
而在t2时刻：
在t2～t3时间段内，原边电容和漏感谐振，阻断电容的电压、原边电流为：
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