半橋諧振開關電源電路原理

開關電源脈沖調(diào)制電路中，加入LC諧振電路，使得流過開關管的電流及管子兩端的壓降為準正弦波。這種開關電源稱為諧振式開關電源。利用一定的控制技術，可以實現(xiàn)開關管在電流或電壓波形過零時的切換，這樣對縮小電源體積、增大電源控制能力、提高開關速度、改善紋波都有極大好處。所以諧振開關電源是當前開關電源發(fā)展的主流技術。準諧振開關主要分為兩種：一種是ZCS，即零電流開關，開關管在零電流時關斷；另一種是ZVS，即零電壓開關，開關管在零電壓時關斷。

圖5-23所示是半橋諧振開關電源電路簡圖，圖中，IC801為諧振型開關電源專用厚膜電路，T862為開關電源變壓器，其二次側采用由VD883、VD884、C884組成的全波整流電路。2801為誤差取樣放大器，VT862為光電耦合器。下面簡要說明電路的工作原理。

開關變壓器T862的5-7繞組L與電容C870構成LC串聯(lián)諧振電路，其諧振頻率fo比開關電源實際工作頻率f1略低。串聯(lián)諧振電路的諧振頻率fo為IC801的⑩腳輸出的矩形脈沖電壓U0加在LC串聯(lián)諧振電路的兩端。當矩形脈沖頻率fi等于LC串聯(lián)電路的諧振頻率fo時，電路就會發(fā)生串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振時LC串聯(lián)電路的阻抗最低，如圖5-24（a）所示，同時，L兩端的電壓UL與電容C870兩端的電壓Uc絕對值相等，且均為輸入脈沖電壓Uo的Q倍，因此LC串聯(lián)諧振稱為電壓諧振，UL、UC與頻率f的關系如圖5-24（b）、（c）所示。

當IC801的⑩腳輸出矩形脈沖頻率遠低于或遠高于fo時，LC串聯(lián)電路不諧振，流過電感L的電流很小，L中儲存的磁能很小，變壓器T862二次繞組輸出電壓很低，開關電源不能正常工作。

當IC801的⑩腳輸出矩形脈沖頻率位于fo附近時，LC串聯(lián)電路諧振，在L中流過的電流很大，T862二次繞組有電壓輸出，開關電源正常工作。

開關電源的穩(wěn)壓過程為：當電網(wǎng)電壓上升或電源負載減輕時，+125V電壓f→2801的①腳電壓f→2801的③腳電壓↓→光電耦合器VT862內(nèi)發(fā)光二極管發(fā)光f→VT862內(nèi)光敏三極管內(nèi)阻↓→IC801的⑧腳電壓↓→IC801內(nèi)振蕩器頻率f→IC801的⑩腳輸出的矩形脈沖頻率f1↑→圖5-24中的f1右移一電感L上的電壓UL↓→T862二次繞組輸出+125V電壓↓，保持了開關電源輸出電壓的穩(wěn)定。反之亦然。

該諧振型開關電源具有以下特點。

①穩(wěn)壓環(huán)路從主電壓上直接進行誤差電壓取樣，穩(wěn)壓環(huán)路反應快。當電網(wǎng)電壓或負載快速變化時，穩(wěn)壓瞬態(tài)特性好，空載時也能保持良好的穩(wěn)壓效果。

②采用光電耦合器傳送誤差控制電壓，使開關電源地與主板地的電隔離良好，主板不帶電，檢修方便、安全。

③采用兩個MOS型場效應功率管推挽工作，比單管開關電源功率大，特別適用于大功率用電設備。

④開關管采用MOS型場效應管―沒有多數(shù)載流子的電荷儲存效應，開關管開啟損耗和關斷損耗小，電路效率高。場效應管屬于電壓控制器件，對激勵功率的要求較小，減輕了驅(qū)動電路的負擔，同時場效應管耐浪涌電流、沖擊電流的能力較強，不會發(fā)生熱擊穿。

⑤LC諧振電路選頻后，T862輸出正弦波電壓，因此采用全波整流電路，大大減小了紋波電壓，浪涌電流和尖峰電壓也很小，減小了對其他電路的干擾。