非对称半桥
不对称半桥
L6598脱线控制器用于谐振式变换器介绍：因为更高的效率是可以达到的（高于传统的PWM），减少了高频电磁干扰，（谐振槽路利用了电路的寄生参数）电源转换器市场对谐振拓扑的兴趣近来在增加。
事实上，这种拓扑允许更高的功率/重量比和低的元件功率损耗。
许多电源应用领域如适配器，电视，显示器，通讯机和汽车收音机都可以使用这种技术的转换器。
L6598设计成半桥式电路结构。
本文说明如何使用这种器件。
最后将讨论所涉及的一些设计规则和应用要点。
器件特色描述器件的内部电路图如图1，它是一个集成电路，用于实现脱线电源的控制技术。
用于驱动功率MOS或IGBT。
在半桥拓扑中，它提供的全部特点（如压控震荡器，软起动，运算放大器，及使能端。
）需用最少的电路元件恰当的执行和控制谐振和SMPS。
该器件执行可通过元件与高压相接，它也能工作在从它供电的低压之下。
封装为DIP16和SO-16。
最重要的特性：高电压（直到600V）输入和降低dv/dt（150V/ns）于整个温度范围内。
250mA（源出）/450mA（漏入）的驱动电流能力。
欠压锁定。
精确的电压控制振荡器和软起动频率转移功能。
集成式升压驱动用于电容升压。
器件端子功能pin1 软起动定时电容，器件提供软起动特色，电容Css软起动时间根据关系式T ss=K ss*C ss（tpy*K ss=0.15s/uf）。
在稳定状态，pin1电压是5V，在T ss间隙时间内，电流I ss （为If起动的函数）给电容充电，另外，T ss设置在K ss*C ss，它只取决于C ss值。
见 pin2说明和数据表中定时的描述。
pin2 最大震荡频率设置。
将一个电阻接于这个引脚和地之间，以设置起始频率值，并固定于F min之差。
（F start>F min）在这个pin上的电压固定为V REF=2V。
所以，R fstart调整I fstart=V REF/ R fstart。
R fstart值建议不小于18-20kohm。
不对称半桥变换器的分析与设计_杨黎
1 引言
不对称半 桥采用 固定死 区的 互补 PWM控制 方 式 。利用电路本身的特点 , 开关管的寄生电容和变压 器的漏感 , 在两个开关管的死区时间里 , 发生谐振 , 实 现零电压软开关 。在没有增加额外器件的条件下 , 就 实现了软开关 , 提高了变换器的效率 , 和半桥硬开关相 比 , 成本增加非常小 , 有利于提高其市场竞争力 。
(2)桥臂上下两开关管的驱动脉冲之间要保证适 当的死区时间 。
要使开关管 S1 在电压过零时开通 , 需满足 :
t7 -t5 <δb <t8 -t5
t7
-t5
=
2CVs Io(n1 +n2 )
+
其中 : ω1karcsin[ IoZVnsD((1n-1 +D)n2 )]
(5)
t8 -t5 =(t7 -t5 )+
theefficiencyofpowersupply.Thispaperanalyzestheoperationprincipleoftheasymmetricalhalf-bridgeandtherequirementofrealizingZVSinoperation.Anexampleispresentedtoexplainthedesignprocedurefromcoffeepower.Finally, theexperimentalresultsareprovidedtoverifythepowerzerovoltageswitchingatturnon.
合适的死区时间 , 还要让电路在 D =0.5附近工作 。
非对称llc半桥开关电源上下管vds波形
非对称LLC半桥开关电源上下管VDS波形一、概述在非对称LLC半桥开关电源中，上下管VDS波形是一个至关重要的参数。
VDS波形直接反映了开关管在工作过程中的电压变化情况，对于电源的稳定性和效率有着重要的影响。
本文将对非对称LLC半桥开关电源上下管VDS波形进行深入探讨，以帮助读者更好地理解和应用这一主题。
二、非对称LLC半桥开关电源1. 非对称LLC半桥开关电源的工作原理非对称LLC半桥开关电源是一种高效、稳定的电源结构，通常应用于工业和通信等领域。
其工作原理是利用开关管开关周期性地将输入电压转换成高频脉冲信号，经过变压器和整流电路后输出稳定的直流电压。
2. 非对称LLC半桥开关电源的特点与传统的开关电源相比，非对称LLC半桥开关电源具有更高的效率和更好的稳定性。
其采用LLC谐振电路，能够减小开关损耗、输出电压波动和电磁干扰，从而提高整个电源系统的性能。
三、上下管VDS波形的重要性1. VDS波形的含义上下管VDS波形指的是开关管的漏极-源极电压波形。
通过观察VDS波形，可以判断开关管的工作状态、损耗情况和电压稳定性。
2. VDS波形对电源的影响优秀的VDS波形能够降低开关管的损耗、提高电源的效率，并且保证输出电压的稳定性。
对于非对称LLC半桥开关电源来说，优化VDS 波形是提高电源整体性能的关键之一。
四、优化上下管VDS波形的方法1. 优化开关管的驱动方式通过改进开关管的驱动方式，可以减小开关过渡过程中的电压变化，从而改善VDS波形。
2. 优化电路结构合理设计电源的电路结构，例如加入磁性元件和滤波电容等，能够降低电压的峰-峰值，减小VDS波形的波动幅度。
3. 选用高性能的开关管选择具有低导通电阻和低开关损耗的高性能开关管，能够改善VDS 波形并提高电源的效率。
五、我的观点和理解非对称LLC半桥开关电源上下管VDS波形的优化是提高电源性能的关键之一。
通过合理的设计和优化手段，可以改善VDS波形，减小开关损耗，提高电源的效率和稳定性。
不对称半桥反激变换器的设计
不对称半桥反激变换器的设计作者：廖鸿飞梁奇峰熊宇来源：《现代电子技术》2015年第14期摘要：为了提高充电器效率和简化电路结构，采用不对称半桥反激式变换器作为锂电池充电器的主电路，详细分析不对称半桥反激变换器的工作原理和软开关条件，给出主电路参数之间的关系式，并利用关系式设计150 W样机进行实验验证；实验结果表明，所有功率器件均实现了软开关。
采用不对称半桥反激变换器设计的锂电池充电器具有结构简单，效率高，电磁干扰小的优点。
关键词：不对称半桥；反激变换器； ZVS；软开关条件中图分类号： TN720⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2015）14⁃0149⁃030 引言传统的反激变换器由于结构简单，成本低等特点在充电器设计中得到了广泛应用，然而由于反激变换器的开关元件工作在硬开关状态，效率低，EMI干扰大[1]，因此不适合于大功率场合的应用。
不对称半桥变换器是一种新型的软开关变换器，效率高，EMI干扰小，但是结构较为复杂，并且变压器容易出现偏磁而导致损坏。
不对称半桥反激变换器结合了反激变换器及不对称半桥的优点，利用变压器的漏感与隔值电容的谐振，使得原边开关管实现了ZVS，副边二极管工作于ZCS状态，因此开关损耗和EMI干扰得到了大幅度的减小，并且由于变压器工作于反激状态，克服了不对称半桥变换器偏磁的缺点，使得不对称半桥反激变换器受到了学者的关注。
本文对不对称半桥反激的工作原理及参数设计进行了详细分析，并设计了150 W的实验样机，对不对称半桥反激变换器的参数设计及性能进行了验证。
1 不对称反激半桥变换器的工作原理分析1.1 变换器工作模态分析不对称半桥反激变换器的结构图[2]如图1所示，该图中Vin为直流输入电压；开关管 Q1和 Q2为变换器中半桥结构的2个开关管，Q1，Q2为互补驱动，DS1和 DS2分别为开关管 Q1和 Q2的体二极管；CS1和 CS2为开关管Q1和 Q2的寄生电容；Cr为隔直电容；Lm为励磁电感，Lr为变压器漏感，变压器的变比为n；输出端D为副边整流二极管，C为输出滤波电容，R为负载。
不对称半桥变换器研究 开题报告分解
不对称半桥变换器研究一．课题来源、目的、意义，国内外概况和预测：1955年美国罗耶发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛发明了自激式推挽双变压器，在1964年美国科学家们提出了取消工频变压器的开关电源的设想。
直到1969年终于做成了25千赫的开关电源，这一电源的问世，在世界各国引起了强烈反响，从此对开关电源的研究成了国际会议的热门课题。
自20世纪60年代开始得到发展和应用的DC-DC功率变换技术其实是一种硬开关技术。
60年代中期，美国已研制成20kHz DC-DC变换器及电力电子开关器件，并应用于通信设备供电。
由于这种技术抛弃了50Hz工频变压器，使直流电源的重量、体积大幅度减小，提高了效率，输出高质量的直流电。
到70年代初期已被先进国家普遍采用。
早期开关电源的控制电路一般以分立元件非标准电路为主，经过十多年的发展，国外在1977年左右开始进入控制电路集成化阶段。
控制电路的集成化标志着开关电源的重大进步。
80年代初英国采用上述原理，研制了第一套完整的48V 成套电源，即目前所谓的开关电源(SMP-SwitchMode Power)或开关整流器(SMR-Switch Mode Rectifier )o70年代以来，在硬开关技术发展和应用的同时，国内外电力电子界和电源技术界不断研究开发高频软开关技术。
最先在70年代出现了全谐振型变换器，一般称之为谐振变换器(Resonantconverters)。
它实际上是负载谐振型变换器，按照谐振元件的谐振方式，分为串联谐振变换器(Series resonant converters, SRCs)和并联谐振变换器(Parallel resonantconverters, PRCs)两类。
此类变换器一般采用频率调制的方法，且与负载关系很大，对负载变化很敏感，在谐振变换器中，谐振元件一直谐振工作，参与能量变换的全过程。
不对称半桥变换器软开关研究
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1
L
VD C
VT
图 1.1 ZCS 主电路 Figure 1.1 main circuit of ZCS 其有效的降低了开关器件的开关损耗，由于谐振电路的配置关系，使得电路对 分布参数的敏感性降低。但是缺点是由于流过开关的电流是正弦波，导致了较高的 电流有效值和电流峰值。 (2) 零电压开关谐振电路：通过辅助的 L,C 电路，整型开关管上的电压波形， 使开关管在开通前，电压已经降低到零，实现电路的零电压开通，减少开关损耗。
最后用ma不对称半桥试验设计和实验结果基于前面的分析设计了一个由前级pf和后级不对称半桥组成的两级acdc电路验证了不对称半桥的零电压开通并且根据在对称变压器绕组的情况下出现的输出整流二极管电压不对称问题提出不对称的变压器绕制方法并从实验中确认了可行性
摘要
为了满足功率变换器的小型化，轻量化，模块化的发展趋势，软开关技术已经 成为电力电子技术的热点之一。软开关是指零电压开通和零电流关断，它是利用谐 振技术，使开关管的电压或者电流按正弦或者准正弦波形变化，当电压过零时，使 开关器件开通（或者当电流自然为零，使器件关断），使开关损耗为零，从而提高 开关频率，减少变压器、电感的体积。虽然，软开关技术能够使功率变换器的小型 化，模块化等，但是，电路变得更加复杂，使得中小功率变换器成本增加，往往不 利于商业竞争。本文研究了一种零电压的不对称半桥拓扑结构，它可以在不增加电 路成本的基础上，实现软开关技术。
20170510-不对称驱动半桥变换器的工作原理
不对称驱动半桥变换器的工作原理普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士不对称半桥变换器的工作原理：1gs V 2gs Vt图1是不对称驱动半桥变换器的原理图，与对称驱动半桥变换器的差别是，隔直电容Cc 与变压器原边串联，开关S1和S2采用互补驱动。
在有源开关S1导通、S2截止时，无源开关D1因正偏而导通，无源开关D2因反偏而截止，此时输入给电容Cc 充电、并经变压器和二极管D1给输出滤波电感储能（或激磁），和向负载提供能量，输入电压与电容Cc 上的电压差也同时给变压器原边的激磁电感激磁；当有源开关S1截止、S2导通时，无源开关D2因正偏导通，无源开关D1因反偏而截止，此时电容Cc 上的电压给变压器原边的激磁电感去磁，并经变压器和D2给输出滤波电感提供部分去磁能量；输出滤波电容主要用来限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远远小于稳态的直流输出电压。
在忽略输出电压、电容Cc 上电压的开关纹波及输出滤波电感电流、原边激磁电感电流的开关纹波后，我们可利用电感电压伏秒平衡定律、电容电流的安秒平衡定律，推得不对称驱动半桥变换器的稳态关系为（推导过程见方框内）：NV D D V go )1(2−=g c图2 稳态电压增益曲线图2是不对称半桥变换器的归一化稳态电压增益曲线（蓝色），它与对称半桥变换器的归一化稳态电压增益曲线（红色）不同，是一种抛物线形状的降压关系。
在占空比等于0.5时，稳态电压增益为最大，当占空比小于0.5时，稳态电压增益随占空比增加而增加；当占空比大于0.5时，稳态电压增益随占空比增加而减小。
考虑到可稳定的闭环工作，其稳态电压增益的范围必须落在正斜率段，也即占空比必须小于0.5。
因为当占空比大于0.5时，只要输出电压一有减小的趋势，负反馈电路就会增加占空比，控制的结果会使输出电压进一步减小，然后再使占空比增加，最后导致输出电压变为零，所以稳态电压增益的负斜率段是无法稳定工作的。
在实际设计中，不对称半桥变换器的最大占空比一般取为0.45~0.48。
ahb不对称半桥控制芯片
ahb不对称半桥控制芯片AHB（Asymmetrical Half-Bridge）非对称半桥拓扑控制器芯片是一种高效、灵活的电源管理解决方案，适用于各种快充应用，如PD充电器。
与传统的对称半桥拓扑相比，AHB非对称半桥拓扑具有更高的转换效率和更宽的输出电压范围，无需搭配外置降压电路即可实现。
AHB不对称半桥控制芯片内部集成了AHB控制器、半桥驱动器和功率开关等关键组件，通过精确控制功率开关的导通和关断，实现电源的高效转换和稳定输出。
此外，这类芯片通常还具备多种保护功能，如过流保护、过压保护、过温保护等，以确保电源系统的安全可靠运行。
在市场上，已经有多家半导体公司推出了AHB不对称半桥控制芯片产品，如杰华特微电子的JW1556和JW1556B，以及东科半导体的DK8715AD等。
这些芯片产品具有不同的特点和优势，可以满足不同快充应用的需求。
以杰华特的JW1556为例，该芯片采用QFN 4x4-20封装，适用于离线反激式转换器应用。
它具备超高效率，可以灵活调整输出电压，支持65-300W快充应用，非常适合应对PD充电器宽电压输出需求。
此外，杰华特还提供了一站式的解决方案，包括JW1556 AHB控制芯片、JW1571 升压PFC控制芯片和JW7726B 同步整流芯片等组成的PD 3.1电源典型应用。
而东科半导体的DK8715AD则是一款为单口140W PD3.1充电器量身打造的全合封AHB半桥芯片。
它将AHB控制器、半桥驱动器和氮化镓半桥器件集成在芯片内部，充分发挥了氮化镓性能优势，并大幅简化了充电器的电路设计。
这款芯片具有高转换效率和成本优化的特点，非常适合快充领域的应用需求。
总的来说，AHB不对称半桥控制芯片是一种高效、灵活的电源管理解决方案，可以满足各种快充应用的需求。
随着快充技术的不断发展和普及，这类芯片的市场前景将会更加广阔。
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Up
UB
D*UB
t 绕组N1电压为零，反向电压由Ls单独 承受。 (1-D)*U
B
Umn
t
C S1
U0
ip
t
Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD1
iL0* N3/N1 - Im
t
iD2
iD2
t0 t1 t2 t3 t4
t5 t 6 t7 t8 t9
t
S1 Ui
S2
RS
DS1 C1
p
Ls C S2 DS2
UB
D*UB
t
t
(1-D)*U
B
t
U0
C S1
ip
t
S1 Ui
S2
RS
DS1 C1
p
Ls C S2 DS2
D
q ip T
2
N 3
m
N1
N2
D1 n
iL0
L0
C 0
R0 U0
Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD2
iD1
iL0* N3/N1 - Im iD2
t0 t1 t2 t3 t4
t5 t 6 t7 t8 t9
t t
不对称半桥的工作模态分析t6~t7
Ugs1
Td1
t6 ~ t7 Td2
变压器二次侧等效短路， Ugs2
t
一次绕组N1电压为零， 正向电压由Ls单独承受。
Up
UB
D*UB
t
(1-D)*U
B
t
C S1
Umn
S1 Ui
S2
RS
DS1 C1
p
Ls C S2 DS2
D
q ip T
2
N 3
m
N1
N2
D1 n
本讲座将介绍最近研制的600W的不对称 半桥（AHB）直流变换器，采用ZVS软开关 技术减少器件的开关损耗。
不对称半桥ABH的电路结构
S1 Ui
S2
RS
C S1
DS1 C1
p
Ls C S2 DS2
D
q ip T
2
N 3
m
N1
N2
D1 n
iL0
L0
C0
R0 U0
不对称半桥电路的构成
开关管S1 的占空比
S1 Ui
S2
RS
C S1
DS1 C1
p
Ls C S2 DS2
D
q ip T
2
N 3
m
N1
N2
D1 n
iL0
L0
C0
R0 U0
不对称半桥的工作模态分析:t0~t1
根据变压器伏秒平衡：
UC1：电容C1上电压
S1 Ui
(Ui UC1) D UC1(1 D)
S2
UC1 D Ui
RS
C S1
DS1 C1
Up Umn
UB
D*UB
t (1-D)*U B
t
U0
ip
t
Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD1
iL0* N3/N1 - Im
t
iD2
iD2
t0 t1 t2 t3 t4
t5 t 6 t7 t8 t9
t
滤CiDo1波=、iL电Do；1感、电N2流流iL通o经，电D1感的L电o、流电容 tC性下降0时S上降，1和刻升，iLC，o，N仍S2S1，C和然1关SCL经2开断 Ss1二上开始，极电始放ip管压转充电D下移电、1降流流、电，通经电压U。电压线m容线n性下 稳态时，Ls和Rs上的电压很小。
iL0
L0
C0
R0 U0
ip Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD2
iD1
iL0* N3/N1 - Im iD2
U0
t
t
t0 t1 t2 t3 t4
t5 t 6 t7 t8 t9
t
不对称半桥的工作模态分析t7~t8
Ugs1
Td1
t7 ~ t8 Td2
t7时刻，UCS2（UP）上升到Ui， UCS1下降到零，ip经二极管DS1
iD2
t0 t1 t2 t3 t4
t5 t 6 t7 t8 t9
t t
不对称半桥的工作模态分析t4~t5
Ugs1
Td1
t4 ~ t 5 Td2
t
Ugs2
Up Umn
UB
D*UB
t
(1-D)*U
B
t
U0
ip
t
Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD2
iD1
iL0* N3/N1 - Im iD2
t
t0 t1 t2 t3 t4
不对称半桥的原理时序分析
以输出滤波电感电流iLo连续为例。
驱动波形说明：
Ugs1、Ugs2分别是 开关管S1、S2的驱
动控制信号。
为了防止S1、S2出现共 同导通，设置死区ห้องสมุดไป่ตู้间
Td1、Td2。
说明：为了 分析方便死 区时间设置
偏长
Ugs1
Td1
Td2
t
Ugs2
t
不对称半桥的工作模态分析：t0时刻前
t
S2实现ZVS零电压开通。
Up
UB
D*UB
(1-D)*U
B
S2开通后，ip经S2、DS2
t
流通。显然，ZVS时间
Umn
U0
段（ t2~t3 ）长短主
ip Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD1 iD2
iL0* N3/N1 - Im iD2
t
要有iLo折射到一次的值、
Ls及变压器平均激磁电
t
流Im大小决定。
iLo，二极管D1关断、D2继续导通，
变压器短路状态结束。
Umn
UB
D*UB
t
t
(1-D)*U
B
t
C S1
U0
S1
DS1 C1 q ip
D
T
2
ip
Im+iL0* N2 /N1
Im
t
Ui S2
RS
p
Ls C S2 DS2
N1
N 3
m
N2
iL0
L0
C0
R0 U0
iD1 iD2
D1 n
iL0* N3/N1 - Im iD1
体内 二极 管
Ls为一次侧串 联电感
不对称半桥AHB电路的工作原理
为了简化分析，作如下假设:
１、变压器激磁电感Ｌm足够大； ２ 流、 连滤 续波模电式感；Ｌ0和电容C0足够大，工作于电 ３ 周、 期隔 内离保电持容不Ｃ变1;足够大，其上的电压在一个 ４、开关管寄生电容为常量，不随电压变化; 5、所有开关管和二极管都是理想的。
t
不对称半桥的工作模态分析t6~t7
Ugs1
t6时刻后，CS2继续充电使 电压上升，CS1继续放电使电压 Ugs2 下降，绕组N1 和Ls开始承受正 向电压，i p开始正向上升（绝 Up 对值减小），为保持iLo不变，
iD2减小，iD1上升，二极管D1、
D2同时导通，U mn=0。
Umn
Td1
t6 ~ t7 Td2
p
Ls
C S2
DS2
D
q ip T
2
N 3
m
N1
N2
D1 n
iL0
L0
C 0
R0 U0
二次侧二极管整流电压Umn：
Umn
(Ui
UC1 )
N2 N1
(1
D)U
i
N2 N1
不对称半桥的工作模态分析：t1时刻
Ugs1
Td1
t0 ~ t1
Td2
Ｕp=UCS2=UC1，
Ugs2
UN1=0，ULs=0， Umn=0，ip正向最大值。Up
C S1
DS1 C1
p
Ls C S2 DS2
D
q ip T
2
N 3
m
N1
N2
D1 n
iL0
L0
C0
R0 U0
Ugs2
t
Up Umn
UB
D*UB
t
(1-D)*U
B
t
U0
ip
t
Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD2
iD1
iL0* N3/N1 - Im iD2
t
t0 t1 t2 t3 t4
t5 t 6 t7 t8 t9
Ugs1
Td1
t 0前
Td2
S1导通，p点电压Up=Ui， 变压器T一次绕组电流i p经开
Ugs2
t 关管S1、电容C1、一次绕组
t N1、电感Ls、检测电阻Rs流
Up
UB
D*UB
(1-D)*UB 通.D1导通，D2截止。
Umn
t
C S1 U0
ip Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD2
iD1
UB
D*UB
t
t
(1-D)*U
B
t
Umn
C S1
U0
S1 Ui
S2
DS1 C1
p
D
q ip T
2
N 3
m
N1
N2
iL0
L0
C0
R0 U0
ip Im+i L0* N2 /N1
iD1 iD1