半桥谐振开关电源电路原理

开关电源脉冲调制电路中，加入LC谐振电路，使得流过开关管的电流及管子两端的压降为准正弦波。这种开关电源称为谐振式开关电源。利用一定的控制技术，可以实现开关管在电流或电压波形过零时的切换，这样对缩小电源体积、增大电源控制能力、提高开关速度、改善纹波都有极大好处。所以谐振开关电源是当前开关电源发展的主流技术。准谐振开关主要分为两种：一种是ZCS，即零电流开关，开关管在零电流时关断；另一种是ZVS，即零电压开关，开关管在零电压时关断。

图5-23所示是半桥谐振开关电源电路简图，图中，IC801为谐振型开关电源专用厚膜电路，T862为开关电源变压器，其二次侧采用由VD883、VD884、C884组成的全波整流电路。2801为误差取样放大器，VT862为光电耦合器。下面简要说明电路的工作原理。

开关变压器T862的5-7绕组L与电容C870构成LC串联谐振电路，其谐振频率fo比开关电源实际工作频率f1略低。串联谐振电路的谐振频率fo为IC801的⑩脚输出的矩形脉冲电压U0加在LC串联谐振电路的两端。当矩形脉冲频率fi等于LC串联电路的谐振频率fo时，电路就会发生串联谐振。串联谐振时LC串联电路的阻抗最低，如图5-24（a）所示，同时，L两端的电压UL与电容C870两端的电压Uc绝对值相等，且均为输入脉冲电压Uo的Q倍，因此LC串联谐振称为电压谐振，UL、UC与频率f的关系如图5-24（b）、（c）所示。

当IC801的⑩脚输出矩形脉冲频率远低于或远高于fo时，LC串联电路不谐振，流过电感L的电流很小，L中储存的磁能很小，变压器T862二次绕组输出电压很低，开关电源不能正常工作。

当IC801的⑩脚输出矩形脉冲频率位于fo附近时，LC串联电路谐振，在L中流过的电流很大，T862二次绕组有电压输出，开关电源正常工作。

开关电源的稳压过程为：当电网电压上升或电源负载减轻时，+125V电压f→2801的①脚电压f→2801的③脚电压↓→光电耦合器VT862内发光二极管发光f→VT862内光敏三极管内阻↓→IC801的⑧脚电压↓→IC801内振荡器频率f→IC801的⑩脚输出的矩形脉冲频率f1↑→图5-24中的f1右移一电感L上的电压UL↓→T862二次绕组输出+125V电压↓，保持了开关电源输出电压的稳定。反之亦然。

该谐振型开关电源具有以下特点。

①稳压环路从主电压上直接进行误差电压取样，稳压环路反应快。当电网电压或负载快速变化时，稳压瞬态特性好，空载时也能保持良好的稳压效果。

②采用光电耦合器传送误差控制电压，使开关电源地与主板地的电隔离良好，主板不带电，检修方便、安全。

③采用两个MOS型场效应功率管推挽工作，比单管开关电源功率大，特别适用于大功率用电设备。

④开关管采用MOS型场效应管―没有多数载流子的电荷储存效应，开关管开启损耗和关断损耗小，电路效率高。场效应管属于电压控制器件，对激励功率的要求较小，减轻了驱动电路的负担，同时场效应管耐浪涌电流、冲击电流的能力较强，不会发生热击穿。

⑤LC谐振电路选频后，T862输出正弦波电压，因此采用全波整流电路，大大减小了纹波电压，浪涌电流和尖峰电压也很小，减小了对其他电路的干扰。