28V/400A直流电源低纹波软开关设计与应用

本文档深入探讨了低纹波软开关电源设计的实例，重点聚焦在全桥变换器，特别是零电压开关移相全桥（FB-ZVS-PWM）的应用。这种变换器在大功率直流/直流（DC/DC）转换电路中表现出色，通过实现零电压导通和关断，提高了效率和开关器件的寿命。然而，轻载条件下实现零电压开关（ZVS）是个挑战。 作者针对28V/400A直流电源的应用场景进行了详细的设计，考虑到车载设备的供电需求，电源需要提供稳定的28V电压，范围从20V到32V，同时支持高达400A的输出电流，纹波电压峰峰值需小于150mV。此外，电源还需满足源效应、负载效应的控制，以及过载保护等多重指标。 为了满足这些要求，设计者选择了多模块并联的解决方案，采用四个28V/100A模块，这不仅能降低成本，因为每个模块都采用标准的元件，易于采购且无需特殊部件，还能简化设计过程，如100A输出滤波电感设计和高频变压器的选择。系统设计考虑了冗余度，提高了可靠性。 在28V/100A模块的详细设计中，文章介绍了有限双极性软开关控制方法，这是一种能有效实现超前桥臂ZVS的技术。控制波形图展示了不同工作阶段，包括VQ1和VQ4的导通与关断时刻，以及能量传输和滤波电感的动态变化。这种控制策略有助于减少开关损耗，进而降低输出电压的纹波。 本文提供了一个实际应用中的低纹波软开关电源设计案例，涵盖了从理论分析到具体实施的全过程，对于提高电源设计人员的技术水平和理解开关电源的工作原理具有重要意义。