相移全桥电路的功率转换效率提升：PSFB电路的基本结构

前言

作为Si功率元器件评估篇的第2波，将开始一系列有关Si功率元器件通过PSFB电路进行“相移全桥电路的功率转换效率提升”的文章。

近年来，对于服务器和车载充电器等的电源，要求其能够处理更大功率的需求增加。这类大功率电源中大多采用全桥电路，尤其是相移全桥（Phase Shift Full Bridge，以下称“PSFB”）电路，因其能够在超结MOSFET（以下称“SJ MOSFET”）和IGBT等开关元件导通时实现零电压开关（Zero Voltage Switching，以下称“ZVS”）工作，可以减少开关损耗，故可以处理更大的功率。

伴随电源的大功率发展趋势，提高效率成为很大的课题。通常，即使效率相同，较大功率电源其损耗本身也会较大，因此需要尽可能高的效率。

本系列文章将通过在PSFB电路中使用SJ MOSFET时的电路工作，来说明快速恢复型SJ MOSFET的必要性。此外，还会对具有不同反向恢复特性的SJ MOSFET的效率进行比较，并了解在PSFB电路中反向恢复特性的重要性。

PSFB电路的基本结构

首先来看PSFB电路的基本结构。如果能对这种基本结构有整体印象，将会更容易理解后续的电路工作相关的内容。

为了实现PSFB的特点之一“ZVS”，会使用变压器的漏感作为谐振电感，但是为了扩大ZVS的工作范围，有时也可以与变压器串联添加电感器。在本文中给出的是使用了串联添加电感器LS的电路示例。

接下来请看各开关的ON/OFF时序图。在时序图底部，双头箭头下方的数字是表示电路工作模式的标签。在后续的电路工作说明中使用的模式编号与这里的编号一致。

如时序图所示，当Q1和Q2切换ON/OFF状态之后，Q3和Q4会切换ON/OFF状态（带有一定的相位滞后）。因此，通常将Q1和Q2的桥臂称为“超前桥臂”，而将Q3和Q4的桥臂称为“滞后桥臂”。

审核编辑：汤梓红