高压直流开关电源的设计与实验研究
3．2 ZVS全桥变换器控制方案
DC／DC级采用单电压环控制模式，并在电压环基础上加上了限流环，正常情况下限流环不工作，只由电压环控制输出电压，一旦输出电流超过限流值，就由限流环工作，通过减小输出电压将输出电流稳定在限流值上。该控制通过UCC3895芯片实现，控制系统框图如图6所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/175941.htm
选择超前-滞后补偿网络实现控制，与一般滞后补偿网络相比，该网络增加了微分环节，提高了控制系统的动态性能。具体环节如图7所示。
补偿网络的传递函数Gc(s)={(1+sR2C1)[1+s(R1+R3)C3]}／{[sR1(C1+C2)][1+sR2C1C2／(C1+C2)](1+sR3C3)}。
对ZVS移相全桥变换器进行小信号建模并采用零极点补偿法对参数进行设计，实际所选参数为：R1=91 kΩ，R2=4．8 kΩ，R3=2 kΩ，C1= 0．1μF，C2=0．02μF，C3=1μF。
4 实验结果
为验证高压直流开关电源主电路结构和控制方案的可行性，研制了一台2．4 kW的实验样机。主要电路参数：APFC部分为交流220 V输入，输出直流电压380 V：ZVS全桥变换器部分，输出直流电压240 V，输出电流10 A，主功率开关管VQ1～VQ4为IXFX48N60P(48 A／600 V)；输出整流二极管VDR1～VDR4为DSEI30—10A，箝位二极管VDs1和VDs2为DSEI30—06A，变压器初次级匝比为1．06，输出滤波电感Lf=300μH，输出滤波电容值Cf=56μFx8，开关频率fs=80 kHz。
图8a为APFC主开关管在1／3负载时波形，其实现了软开关。图8b为APFC输出电压突加半载时的波形，由图可知，其性能较好。由1／3负载下所测波形可知，超前、滞后桥臂实现了ZVS。由(半载)变压器次级及整流桥输出电压波形可知，不加箝位二极管电压尖峰超过正常值两倍以上，添加箝位二极管后电压尖峰几乎被消除，解决了整流桥输出寄生振荡问题。可见，DC／DC级控制系统设计较合理，超前，滞后补偿环节提高了系统的动态性能。
5 结论
研制了两级结构高压直流开关电源，前级采用单相有源软开关PFC，提高功率因数，合理设计谐振参数可实现软开关，降低开关损耗。控制部分采用PI调节器，具有较好性能。后级选择在初级加箝位二极管的改进型ZVS全桥变换器，实验结果证明该电路结构能够有效抑制次级整流桥输出振荡和电压尖峰，减少损耗。该方法简单，实用性较强。控制系统进行方案选择，PID参数合理设计，提高了高压直流开关电源的动、静态性能。
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