全桥移相ZVSPWM控制器LTC3722-X的原理及应用
摘 要：介绍了新型全桥移相ZVS软开关控制器LTC3722-x的原理，讨论了自适应控制以及集成的同步整流控制的实现，并给出了基于该芯片的通信电源的设计方案。
关键词：LTC3722-X；自适应控制；同步整流；零电压开关
0 引言
上世纪90年代初，随着全桥移相ZVS技术的推出，使该技术在大功率领域中得到了广泛的应用。通过引入超前臂和滞后臂的概念，人们提出了 多种实现Z共模电感VS的新方法，并得到了广泛的实际应用。但是，全桥移相ZVS变换器仍然存在如下一些缺点：
1)软开关的边界条件，滞后臂(被动臂)实现ZVS的范围受负载和电源电压的影响，轻载时难以实现ZVS，导致效率下降；
2)引入了大的谐振电感，增加了功率损耗，降低了，效率；
3)整流管换流时，谐振电感与整流管的寄生电容产生强烈振荡，导致整流管的电压应力较高，吸收电路的损耗较大，有较大的开关噪音；
4)占空比丢失。
LTC3722-X是美国凌特公司2003年4月推出的一款新的全桥移相ZVS控制器，它设有电流型(LTC3722-1)及电压型(LTC3722-2)两个版本，可以有效地解决或缓解以上问题。其除了具有传统的全桥PWM控制器的通用功能外，还增加了两个特色的新技术，即
1)加入了自适应(adaptive)零电压延迟控制，从而使变换器几乎能在整个工作条件下都实现ZVS。由于采用自适应技术，大幅度减小了谐振电感，即缩小了谐振电感的体积及功耗，从而也减小了占空比的丢失以及由此而带来的功率损耗。
2)集成了同步整流控制，可以调节同步整流MOSFET关断的延迟时间，在变压器的二次侧给出两个相差180度的同步整流的驱动脉冲。
1 LTC3722-x的结构
LT插件电感器C3722-x包括LTC3722-l(电流型)和LTC3722-2(电压型)两种芯片。其管脚如图1和图2所示，管脚说明见表1。
图2是LTC3722-2的内部结构图，主要包括自适应和固定延时电路、同步整流脉冲发生电路、参考电压电路、欠压锁定与软启动电路、误差放大器、斜坡补偿电路等。下面以LTC3722-2为例讨沦其主要特点。
2 自适应延时控制
LTC3722用于实现软开关的工作模式有两种：自适应延迟法和固定延时法，工作电路分别如图3及图4所示。
自适应延时时，LTC3722检测输入电源电压和每个桥臂中点的瞬时电压，以便在所希望的零电压条件达到时再命令开关传输，这种直接检测技术可以提供最佳的延迟时间，而不去管输入电压和负载的状态。直接检测技术仅需要一个简单的电阻分压器。如果没有足够的能量在ZVS条件让两桥臂转换，当达到固定延迟时则强制转换。
LTC3722接成自适应型时，要使用3个端子的功能，即ADLY，PDLY及SBUS。ADLY及PDLY分别检测主动臂(开关SC和SD)及被动臂(开关SA和电感器参数SB塑封电感器)的2只MOSFET的漏极电压PDLY及ADLY的阈值电压对于上升及下降的转换都由总线电压(SBUS端取得的电压)来没置。在正常总线电压时(例如48 v)SBUs电压为1．5 V，由两只电阻从VIN到GND分压得到。其正比于VIN的变化，LTC3722将上述3个电压比较后，调整4只MOSFET的开关时间，以确保不论VIN如何变化，都工作在ZVS的条件下。
ADLY及PDLY也是接到桥的两腰至GND的分压器上，分别对应主动臂及被动臂。分压器的下电阻选为1 kΩ，上电阻则根据分压器的要求算出。为了确定其阻值，先要确定桥路两臂MOSFET导通时的漏源电压和LTC3722控制器驱动两臂MOSFET开关转换的时间间隔大电流电感。由于MOSFET的开启延迟及外驱动电路的延迟，理想的状态是功率MOSFET刚好在VDS为零时开启。设置ADILY及PDLY的阈值电压时要根据M0SFET上的几个电压来决定，LTC3722依据内部逻辑计算出零电压的VDS值，并给出适时的驱动信号，从而实现ZVS开启。
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