UCC3895软开关电源设计：70kHz PWM控制器与ZVZCS技术应用

本文主要介绍了电源技术中的一款软开关模式直流开关电源的设计和实现。首先，我们回顾了脉宽调制（PWM）的基本概念，这是一种利用微处理器的数字信号控制模拟电路的高效技术，广泛应用于测量、通信和功率转换等领域。其中，UCC3895是德州仪器公司的一款移相谐振全桥软开关控制器，它基于BCDMOS技术，继承了UC3875和UC3879系列控制器的优点，并且增添了新功能。 具体到本文的焦点——采用UC3875作为控制核心的电源系统，其特点是开关频率设定为70kHz，输出功率达到1.2kW，采用了移相全桥ZVZCSPWM软开关模式。这种模式通过超前臂（VT1和VT2）实现零电压开关（ZVS），使开关损耗减小；滞后臂（VT3和VT4）实现零电流开关（ZCS），进一步提高效率并降低开关器件的应力。 主电路设计为全桥变换器，每个开关管（MOSFET，如1000V/24A型号）的选用保证了系统的高电压和大电流处理能力。超前臂的ZVS由反并联的超快恢复二极管（VD1和VD2）及高频电容C1和C2来实现，而滞后臂的ZCS则依赖于反向电流阻断二极管（VD3和VD4）和适当的电感Llk配合。变压器漏感、阻断电容Cb、主变压器T以及高频整流电路VD5~VD8和滤波元件Lf、C3、C4共同构成了稳定的输出电路。 其工作原理是，当VT1、VT4或VT2、VT3中的两个对角线上的开关管同时导通时，电路运行于全桥变换器的软开关状态，实现了电压和电流的高效转换，减少了开关过程中的能量损失，提高了电源的效率和可靠性。 本文深入探讨了软开关技术在直流开关电源设计中的应用，展示了移相ZVZCSPWM控制策略如何提升电源性能，并提供了具体的电路实施细节。对于从事电源技术研究或实际应用的工程师来说，这是一篇实用的技术分享。