全桥移相开关电源设计

全桥式开关电源的研究与设计解读首先，全桥式开关电源由四个功率开关器件和一个变压器构成，功率开关器件通常为MOSFET。

变压器起到隔离输入和输出以及变压的作用。

全桥式开关电源采用的开关转换方式使得电源的效率更高，同时也减小了功率开关器件的损耗。

其次，全桥式开关电源的设计需要考虑多个因素。

首先是输入电压范围，输入电压范围决定了电源的适用范围。

其次是输出电压和输出电流需求，这决定了变压器的变比以及功率开关器件的选择。

此外，还需要考虑开关频率、滤波电容和电感的选取，这些因素将直接影响电源的稳定性和输出质量。

在设计全桥式开关电源时，需要考虑的另一个重要因素是电源的保护功能。

由于全桥式开关电源处于工作状态时，功率开关器件需要承受较高的电流和电压，因此需要采取相应的保护措施。

这包括过流保护、过压保护、过温保护等，以确保电源在出现异常情况时能够及时停止工作，避免器件损坏和安全事故发生。

另外，全桥式开关电源的控制方式也需要进行研究与设计。

传统的PWM控制方式将功率开关器件的通断控制与反馈控制进行结合，实现了输入电压和输出电压的稳定。

同时，还可以考虑使用磁电流控制和电流模式控制等更先进的控制方式，以提高电源的响应速度和稳定性。

最后，全桥式开关电源的设计中还需要考虑EMI（电磁干扰）的问题。

由于开关频率较高，电源会产生大量的高频噪声，对周围电子设备和系统造成干扰。

因此，在设计中需要加入滤波电路和屏蔽措施，以降低电磁辐射和抑制EMI问题。

综上所述，全桥式开关电源是一种高效、稳定的电源设计方案。

在研究和设计中，需要考虑输入输出需求、保护功能、控制方式以及EMI问题，并根据实际情况选择恰当的器件和参数，以实现高质量的电源输出。

随着技术的进步，全桥式开关电源将在更多领域得到应用，并不断迭代和优化。

一类移相全桥DC/DC变换器的设计发布时间：2022-08-30T08:16:01.999Z 来源：《当代电力文化》2022年第8期作者：张娟[导读] 本文设计了一种的移相全桥开关电源，本文以UC3875芯片为主控芯片，对控制电路，驱动电路张娟济南市排水服务中心山东济南，250200摘要：本文设计了一种的移相全桥开关电源，本文以UC3875芯片为主控芯片，对控制电路，驱动电路，保护电路进行了设计，最后用Saber仿真软件完成仿真实现，仿真结果表明系统的可实现性。

关键词：零电压开关技术移相控制全桥拓扑1 引言目前，开关电源的发展方向正是向着微型化、低电压大电流和模块化的方向[1-3]。

国外各大开关电源制造商致力于对新型高智能化的元器件的研发，重点是如何减少二次测整流器件产生的损耗，与之对应的是小型化的电容技术，也是一项非常关键的技术[3-4]。

开关电源的可靠性也进一步发展，美国的开关电源生产商通过各种方式降低期间应力，如降低结温，降低运行电流等，大大提高产品可靠性。

现在，移相全桥软开关技术已经开始成熟[5]，但是在国内企业得不到广泛应用，尤其是环路设计，需要进行理论与实际的结合[6]。

2 开关电源基本工作原理开关电源常用的拓扑类型可有推挽型拓扑，半桥型拓扑，全桥型拓扑三种，其中推挽型拓扑会使电力电子产生较长的应力，适用输入电压比较的场合。

本开关电源的主要组成部分输入电路，DC/DC变换电路，输出电路。

电源输入的为电网交流电压，当电源工作在不稳定环境下时，设计加入了电压反馈调节以保证电源的稳定输出，将输出侧的电压采样信号送入控制芯片UC3875，通过控制芯片改变移相角调节PWM脉冲波的输出宽度，从而控制全桥拓扑变换器工作的占空比，使电压稳定。

图1 开关电源结构框图 3.控制电路设计中大功率开关电源的控制电路的核心控制芯片采用了移相全桥专用控制芯片 UC3875，输出的驱动信号通过专门的控制电路控制功率管。

全桥式开关电源的研究与设计解读全桥式开关电源的拓扑结构由四个功率开关管、四个二极管和一个输出变压器组成。

其中，两个功率开关管和两个二极管组成一个桥臂，共两个桥臂组成一个全桥。

在工作过程中，通过对两个桥臂的控制，实现对输入电源的方波调制，从而得到所需的输出电压。

在设计过程中，需要考虑到电源输入电压范围、输出电压和输出电流的要求，选择合适的功率开关管和二极管。

此外，还需要确定合适的工作频率，以及控制开关管的开关时间和占空比。

全桥式开关电源的工作原理如下：当输入电源为正常工作电压时，通过控制四个功率开关管的开关时间和占空比，使其中两个功率开关管周期性地导通和断开，形成方波调制信号。

这个方波信号经过输出变压器的变压作用，输出到负载上，得到所需要的稳定输出电压。

1.输入电源范围：根据实际应用需求，选择合适的输入电源范围，一般在设计过程中考虑到波动范围，以保证电源的稳定性。

2.输出电压和输出电流：根据应用需求，确定所需的输出电压和输出电流，并根据实际情况选择合适的功率开关管和二极管。

3.工作频率：选择合适的工作频率，一般在几十kHz到几百kHz之间，以避免对其他设备造成干扰。

4.开关时间和占空比：通过控制功率开关管的开关时间和占空比，实现对输入电源的调制，从而得到所需的输出电压。

在全桥式开关电源的设计中，还需要注意电源的稳定性和输出电压的精度。

为了保证电源的稳定性，可以采用反馈控制电路和滤波电路，对电路的输出进行稳定化处理。

为了提高输出电压的精度，可以采用反馈电路和调节电路，对输出电压进行调节和控制。

综上所述，全桥式开关电源具有输出电压高、效率高以及输出功率大的优点，在实际应用中具有广泛的应用前景。

设计全桥式开关电源时，需要考虑到输入电源范围、输出电压和输出电流、工作频率以及开关时间和占空比等关键参数。

为了提高电源的稳定性和输出电压的精度，可以采用反馈控制电路和调节电路对电源进行优化设计。

ZVS移相全桥变换器设计ZVS（Zero Voltage Switching）移相全桥变换器是一种高效的电力转换装置，它能够实现能量的高效传输和转换。

在本文中，我们将详细介绍ZVS移相全桥变换器的设计原理、工作原理和关键技术。

1.设计原理（1）ZVS技术：ZVS技术能够将开关管的开关转换时刻与输入电流或输出电压为零的时刻相匹配，从而避免了开关管的开关损耗和开关管产生的电磁干扰。

（2）全桥变换器：全桥变换器采用四个开关管和两个二极管，能够实现输入电压的极性逆变和输出电流的正向流动。

2.工作原理（1）开关管S1和S2导通，开关管S3和S4关闭，输入电源向电感L1充电；（2）当开关管S1和S2关闭，开关管S3和S4导通时，电感L1释放能量供应给负载；（3）根据负载的需求，通过控制开关管S1、S2、S3和S4的导通和关闭，实现输入电压的极性逆变和输出电流的正向流动；（4）根据输入电压的大小、负载的需求和输出电流的波形来控制开关管的开关时刻，实现ZVS操作。

3.关键技术（1）开关管的选择和驱动：选择低导通电阻、低开关损耗的开关管，并使用高效的驱动电路，确保开关管能够在ZVS模式下正常工作。

（2）电感和电容的选择：选择合适的电感和电容数值，以及合适的磁芯材料，提高转换器的功率密度和效率。

（3）控制策略：根据负载的需求和输入电压的变化，采用合适的控制策略，如频率控制、幅度控制、相位控制等，实现最佳的动态响应和效率。

4.实际应用总结：ZVS移相全桥变换器是一种高效的电力转换装置，其设计原理基于ZVS技术和全桥变换器。

通过合适的开关管选择、驱动设计、电感和电容选择以及控制策略的优化，可以实现高效的能量传输和转换。

在实际应用中，ZVS移相全桥变换器能够带来高效、稳定和低干扰的性能优势。

10000A15V移相全桥软开关电解电源的研制的开题报告一、选题背景随着现代工业的飞速发展，电力电子技术在工业、通讯、交通、军事等领域得到广泛应用，特别是在工业控制系统中，电子元件和电力器件的可靠性要求越来越高，对电源的要求也越来越严格。

因此，设计一款性能稳定、可靠性高的电源，对提高现代工业自动化程度，保障生产设备的正常运行，具有重要的实际意义和社会意义。

二、研究内容本课题拟设计一款10000A15V移相全桥软开关电解电源，其主要设计内容包括以下几个方面：1. 电解电源的原理及主要电路2. 变换器电路设计，包括变压器设计、功率管选型等工作。

3. 控制器及控制策略的设计，选择合适的控制芯片设计控制电源的电流输出、电压输出等。

4. 硬件电路的实现及软件控制程序设计。

5. 实验验证及性能测试。

三、研究意义1. 可以提高电源设备的可靠性和稳定性，保障生产设备的正常运行。

2. 对现代工业自动化程度的提高有积极的推动作用。

3. 可以为电源设计的其他领域提供借鉴。

四、研究方法1. 进行理论分析和模拟仿真。

2. 进行电路设计和电源控制器设计。

3. 制作电源硬件电路和编写软件控制程序。

4. 进行实验验证及性能测试。

五、预期目标1. 设计一款10000A15V移相全桥软开关电解电源。

2. 实现电源的电流输出、电压输出等的控制。

3. 实现电源的稳定、可靠运行。

4. 实现电源的快速切换、瞬态响应良好。

5. 完成实验验证及性能测试，得出较好的测试结果。

六、进度安排本课题预计用时1年，大体的进度安排如下：第1-3个月：研究电解电源的原理及主要电路，进行模拟仿真和电路设计。

第4-6个月：设计电源控制器并进行编程，进行控制器测试。

第7-9个月：制作电源硬件电路，包括变压器设计、功率管选型等工作。

第10-11个月：进行软件控制程序的编写及实验验证。

第12个月：整合硬件电路与软件控制程序，进行性能测试和完善。

七、研究经费本课题的研究经费较大，预估需要50万元左右，其中包括研究设备、材料费用、人员工资及文献开支等。

ZVS移相全桥低压大电流开关电源的设计∗徐平凡;肖文勋;刘承香【摘要】设计制作了一款ZVS移相全桥变换器的低压大电流开关电源，详细阐述了部分电路的设计过程和参数计算，并通过抑制桥式变换器中超前/滞后桥臂功率管的高频谐振，降低主电路中上下桥臂的直通风险。

最后设计制作的3 kW(15V/200 A)低压大电流电源验证了设计的可行性，给出了详细的实验结果，整机效率达90%以上，对电源开发者有一定的借鉴作用。

%A low voltage and high current switching power supply based on ZVS Phase-shifted Full-bridge converter is proposed. And the design process and parameters of power supply are introduced. In order to solve the short cir-cuit problem of bridge arms generated by the oscillation of the MOSFET gate,an improved design of driving circuit is proposed,which can eliminate the parasitic oscillation and voltage spikes effectively. Finally,a 3 kW( 15 V/200 A) prototype converter is built and the experimental results verify the effectiveness of design.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P790-793)【关键词】ZVS移相全桥;高频谐振;桥臂直通问题;低压大电流【作者】徐平凡;肖文勋;刘承香【作者单位】中山职业技术学院，电子信息工程学院，广东中山528404;华南理工大学，电力学院，广州510640;深圳艾默生网络能源有限公司，广东深圳518000【正文语种】中文【中图分类】TM46零电压开关移相全桥(FB-ZVSPWM)变换器利用变压器的漏感和功率管的寄生电容来实现零电压开关，大大降低了电源的开关损耗，在大功率DC/DC变换电路中得到了广泛的应用［1－3］。

一种新型电流型移相全桥软开关变换器的设计
0 引言
开关电源的发展趋势是高频、高功率密度、高效率、模块化以及低的电磁干扰(EMI)等，但传统的硬开关变换器不仅存在严重的电磁干扰(EMI)，而且功率管的开关损耗限制了开关频率的提高，软开关应运而生。

目前实现软开关主要有两种方法：一为零电压(ZVS)开关，另一种为零电流(ZCS)开关。

全桥DC／DC 变换器广泛应用于中大功率的场合。

根据其输入端为电容或者是电感，全桥变换器可分为电流型和电压型两种。

过去的数十年问，电压型全桥变换器的软开关技术得到深入研究。

而电流型却没有得到足够的重视。

事实上，电流型变换器具有很多的优点。

最显著的优点之一是在多路输出的应用场合中，它相当于将滤波电感放置于变压器的原边，因而整个电路仅需要这一个电感。

本文提出了一个采用移相控制的新型电流型全桥变换器，引入辅助电路来帮助两个上管实现零电压工作，利用变换器的寄生参数(变压器的漏感)来实现两个下管零电流工作。

分析了它的工作原理以及实现软开关的条件，并最终在Pspice 仿真中验证了理论的正确性。

1 工作原理
图l 所示为本人所提出的电流型移相控制PWM DC／DC 全桥变换器。

Lin 为输入电感，Llk 为变压器的漏感，CS1、CS2 是和两个上管VT1、VT2 并联的电容，VTa1、VTa2 是辅助开关，Lrl、Lr2 是谐振电感。

ZVS移相全桥变换器设计ZVS（Zero Voltage Switching，零电压开关）全桥变换器是一个常见的DC-DC转换器拓扑结构，可以实现高效率和高电源密度。

在设计ZVS全桥变换器时，需要考虑一系列的参数和约束条件。

在本文中，将详细介绍如何设计ZVS全桥变换器，并讨论其性能和优缺点。

首先，我们需要确定输入和输出电压的范围。

这些值将决定变换器的设定参数，如变压器的变比和磁性元件的尺寸。

同时，我们还需要确定输出功率的要求，以便选取合适的开关器件和电感电容元件。

接下来，我们需要选择合适的开关器件。

对于ZVS全桥变换器，常用的开关器件有MOSFET和IGBT。

MOSFET具有低导通压降和高开关速度的特点，适合在高频率下工作。

而IGBT则具有低导通压降和高断开速度的特点，适合在高压应用下工作。

根据具体的应用需求，可以选择适合的开关器件。

在变换器的设计过程中，需要考虑开关频率和谐振电容电感网络的设计。

开关频率决定了变压器的尺寸和磁性元件的损耗。

一般来说，较高的开关频率可以实现更小的尺寸和更高的效率，但也会增加开关器件的损耗。

谐振电容电感网络的设计是为了实现ZVS开关操作，减少开关过程中的损耗和开关噪声。

可以通过选择合适的电感和电容元件来实现ZVS操作，减少开关器件的压降和功率损耗。

一般来说，ZVS全桥变换器需要设计控制电路来实现准确的输出电压调节和保护功能。

常用的控制技术包括PWM（脉宽调制）控制和反馈控制。

通过PWM控制器，可以实现对开关器件的控制，调节输出电压。

反馈控制则通过比较输出电压与参考电压的差异，并根据差异值来调节开关器件的控制信号。

通过合理的控制策略，可以实现稳定的输出电压和良好的动态响应。

除了上述设计考虑因素，还需要关注保护机制和EMI（电磁干扰）滤波设计。

保护机制是为了确保变换器的安全运行，防止过电流、过温度和过压等故障事件。

常见的保护技术包括电流限制、温度监测和电压保护等。

EMI滤波设计则是为了减少变换器对周围环境的电磁干扰。

基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源研究与设计的开题报告1. 研究背景随着电力负荷的增加，电力系统的稳定性和可靠性成为一个重要的问题。

在电力系统中，功率因数是一个非常重要的参数，它反映了负载对系统的影响。

低功率因数会导致电网电压下降，影响电力系统的稳定性和可靠性。

因此，提高电力系统的功率因数是当前的一个重要研究方向。

为了解决这一问题，需要使用一种高效的电源，并且具有较高的功率因数。

全桥电路是一种非常常见的电源电路，它具有高效率和高功率因数的优点。

然而，传统的全桥电路存在着开关频繁、损耗大等缺点。

目前，基于数字信号处理器（DSP）的软开关全桥电路成为了研究热点。

它可以通过调整开关时序，实现开关器件的零电压开关和零电流开关，从而减小开关损耗，提高功率因数。

2. 研究目的本研究旨在研究基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源的技术原理、系统设计和实现方法，进一步提高电力系统的稳定性和可靠性。

3. 研究内容和方法3.1 研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1）DSP在全桥电路中的应用原理研究：分析DSP在全桥电路中的应用原理，包括DSP的选择、开发环境的构建等。

2）全桥电路的电路设计：通过软件仿真和硬件实现，在全桥电路的电路设计中，结合DSP，实现全桥电路的软开关。

3）全桥电路的系统设计：设计全桥电路的控制电路和保护电路，保证系统的稳定性和安全性。

4）实验验证：对设计的系统进行实验验证，测试系统的性能参数，包括效率、功率因数等。

3.2 研究方法本研究采用如下的研究方法：1）理论分析：通过文献调研和相关理论分析，确定系统的整体框架和实现方案。

2）仿真验证：使用MATLAB/Simulink等软件进行系统的仿真验证，确定系统各个模块的设计参数和性能指标。

3）硬件实现：在仿真验证的基础上，进行系统的硬件实现。

选用STM32F407ZGT6作为DSP芯片，并使用Altium Designer软件设计电路原理图、PCB布局。

移相全桥方案参数设计引言：移相全桥是一种常用的电力电子变换器拓扑结构，广泛应用于各种电力供应系统和工业控制领域。

在设计移相全桥方案时，关键是确定合适的参数，以实现所需的电气性能和效率。

本文将从输入电压、输出电压、频率、功率、开关器件和控制策略等方面进行详细的参数设计。

一、输入电压：输入电压是移相全桥的基本参数之一，决定了输出电压的范围和调节能力。

在设计过程中，需要考虑系统所需的最大输出电压和输入电压范围，以及电压调节的精度要求。

同时，还需考虑输入电压的波动和噪声等因素，并合理选择输入电容和滤波器等元件以保证系统的稳定性和可靠性。

二、输出电压：输出电压是移相全桥方案的重要参数之一，直接影响到系统的电气性能。

在设计过程中，需要确定所需的输出电压范围和调节能力，以及电压调节的精度要求。

同时，还需考虑电压波动和纹波等因素，并合理选择输出电容和滤波器等元件以保证输出电压的稳定性和纹波值。

三、频率：频率是移相全桥方案的重要参数之一，决定了系统的工作速度和输出电压的调节响应速度。

在设计过程中，需要根据具体应用要求确定系统的工作频率范围和调节速度要求。

同时，还需考虑开关器件的特性和互感器的选取等因素，并合理调节谐振电感和谐振电容等元件以实现所需的频率。

四、功率：功率是移相全桥方案的重要参数之一，决定了系统的输出能力和效率。

在设计过程中，需要根据具体应用要求确定系统的最大输出功率和效率要求。

同时，还需考虑开关器件的能力和散热等因素，并合理选择功率开关器件和散热器等元件以实现所需的功率。

五、开关器件：开关器件是移相全桥方案的核心元件之一，直接影响到系统的性能和可靠性。

在设计过程中，需要根据输入电压、输出电压、频率和功率等参数确定合适的开关器件。

常用的开关器件包括IGBT、MOSFET和功率二极管等，需要根据具体需求选择合适的器件型号和参数。

六、控制策略：控制策略是移相全桥方案的关键之一，决定了系统的输出电压和功率特性。

移相全桥的原理及设计移相全桥是一种常见的电子电路，它广泛应用于交流电路的相位移动和频率变换中。

本文将介绍移相全桥的原理和设计。

1.原理移相全桥通过改变输入信号的相位，将信号的频率从一个频带转换到另一个频带。

它由四个二极管和四个电容器组成，分别被称为D1、D2、C1和C2、移相全桥的基本原理是利用电容器和二极管的非线性特性，将输入信号的相位转换为输出信号的相位。

当输入信号的频率为f1时，移相全桥将其转换为f2的信号输出。

2.设计步骤1：选择元器件选择适当的二极管和电容器是移相全桥设计的第一步。

为了确保稳定的输出，二极管和电容器应具有较低的漏电流和电容器值。

步骤2：确定频率范围根据设计要求确定输入和输出信号的频率范围。

这将有助于选择适当的二极管和电容器，并确定所需的电容器值。

步骤3：计算电容器值根据所需的频率范围和移相全桥的工作原理，计算所需的电容器值。

通常，电容器值可以使用以下公式计算：C=1/(2πfR)其中C为电容器值，f为所需频率，R为电阻。

步骤4：确定电阻值根据所需的电容器值和移相全桥的工作原理，确定所需的电阻值。

电阻值可以使用以下公式计算：R=1/(2πfC)其中R为电阻值，f为所需频率，C为电容器值。

步骤5：布局和连接电路根据设计要求，在电路板上布局和连接移相全桥电路。

确保电容器和二极管正确连接并连接到适当的地线和电源。

步骤6：测试和优化在连接移相全桥电路之前，进行测试以确保输出满足设计要求。

如果输出不正确，则进行调整和优化，例如更改电容器或二极管的数值。

在实际应用中，移相全桥可以用于音频频率的变换，相位控制和交流电路的频率调整等。

由于其简单但有效的原理和设计，移相全桥在电子电路中得到广泛应用。

总结：移相全桥通过改变输入信号的相位，将信号的频率从一个频带转换到另一个频带。

它由四个二极管和四个电容器组成，并利用电容器和二极管的非线性特性实现相位转换。

移相全桥的设计包括选择元器件、确定频率范围、计算电容器值、确定电阻值、布局和连接电路以及测试和优化等步骤。

移相全桥驱动电路设计
移相全桥驱动电路设计是一个相对复杂的过程，涉及到多个方面，包括驱动能力的要求、移相技术的运用、以及驱动电路的具体实现等。

首先，移相全桥驱动电路需要满足较高的驱动能力要求。

由于移相全桥一般有4个MOS，对驱动能力有很高的要求，一般的IC很难满足，因此通常需要通过外置MOS管进行驱动能力的放大。

此外，为了增强可靠性，通常还会采用隔离变压器来驱动MOS管。

其次，移相技术在此类驱动电路中的应用是核心。

移相针对的是同一组的MOS管，让2个MOS管依次导通，这样可以降低开关损耗。

超前臂桥实现ZVS（零电压开关）的同时，副边处于续流状态，原边电流被二极管分担，MOS管电流也很小，近似零电流导通，滞后臂桥可以零电压导通。

在设计驱动电路时，通常会采用数字控制芯片如DSP28035来产生PWM控制信号。

这个控制信号随后会被UCC27424组成的驱动电路提高驱动电平和驱动能力。

然后，通过隔离驱动变压器将原边开关管的驱动信号与副边进行隔离，最后驱动信号经过驱动电阻接到开关管的GS两端，从而驱动开关管的开通和关断。

原边采用正负脉冲驱动，为正电平开通，负电平关断，负向的驱动电平可以加速开关管的关断过程，并且可以保证可靠关断。

副边则采用同步整流技术，使用导通阻抗很小的功率MOSFET来取代普通的整流二极管，以降低整流损耗。

总的来说，移相全桥驱动电路设计需要深入理解移相技术和驱动能力的需求，并采用合适的驱动电路和元件来实现所需的功能。

同时，还需要注意电路的稳定性和可靠性，以确保电路能在各种环境下正常工作。