高壓直流開關電源的設計與實驗研究
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3．2 ZVS全橋變換器控制方案
DC／DC級采用單電壓環控制模式，并在電壓環基礎上加上了限流環，正常情況下限流環不工作，只由電壓環控制輸出電壓，一旦輸出電流超過限流值，就由限流環工作，通過減小輸出電壓將輸出電流穩定在限流值上。該控制通過UCC3895芯片實現，控制系統框圖如圖6所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175941.htm
選擇超前-滯后補償網絡實現控制，與一般滯后補償網絡相比，該網絡增加了微分環節，提高了控制系統的動態性能。具體環節如圖7所示。
補償網絡的傳遞函數Gc(s)={(1+sR2C1)[1+s(R1+R3)C3]}／{[sR1(C1+C2)][1+sR2C1C2／(C1+C2)](1+sR3C3)}。
對ZVS移相全橋變換器進行小信號建模并采用零極點補償法對參數進行設計，實際所選參數為：R1=91 kΩ，R2=4．8 kΩ，R3=2 kΩ，C1= 0．1μF，C2=0．02μF，C3=1μF。
4 實驗結果
為驗證高壓直流開關電源主電路結構和控制方案的可行性，研制了一臺2．4 kW的實驗樣機。主要電路參數：APFC部分為交流220 V輸入，輸出直流電壓380 V：ZVS全橋變換器部分，輸出直流電壓240 V，輸出電流10 A，主功率開關管VQ1～VQ4為IXFX48N60P(48 A／600 V)；輸出整流二極管VDR1～VDR4為DSEI30—10A，箝位二極管VDs1和VDs2為DSEI30—06A，變壓器初次級匝比為1．06，輸出濾波電感Lf=300μH，輸出濾波電容值Cf=56μFx8，開關頻率fs=80 kHz。
圖8a為APFC主開關管在1／3負載時波形，其實現了軟開關。圖8b為APFC輸出電壓突加半載時的波形，由圖可知，其性能較好。由1／3負載下所測波形可知，超前、滯后橋臂實現了ZVS。由(半載)變壓器次級及整流橋輸出電壓波形可知，不加箝位二極管電壓尖峰超過正常值兩倍以上，添加箝位二極管后電壓尖峰幾乎被消除，解決了整流橋輸出寄生振蕩問題。可見，DC／DC級控制系統設計較合理，超前，滯后補償環節提高了系統的動態性能。
5 結論
研制了兩級結構高壓直流開關電源，前級采用單相有源軟開關PFC，提高功率因數，合理設計諧振參數可實現軟開關，降低開關損耗。控制部分采用PI調節器，具有較好性能。后級選擇在初級加箝位二極管的改進型ZVS全橋變換器，實驗結果證明該電路結構能夠有效抑制次級整流橋輸出振蕩和電壓尖峰，減少損耗。該方法簡單，實用性較強。控制系統進行方案選擇，PID參數合理設計，提高了高壓直流開關電源的動、靜態性能。
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