Phase-Shifted Full Bridge Power Supplies

Die Phase Shifted Full Bridge gehört in die Gruppe der Switched Mode Converterund transformiert Gleichspannungen. Die Topologie wird vorwiegend für Leistungen ab einigen Kilowatt eingesetzt. Die Phase Shifted Full Bridge verhält sich nichtlinear. Das dynamische Verhalten ist sehr stark vom Arbeitspunkt abhängig. Es wurden mathematische Modelle für die Übertragungsfunktionen im continuousconduction mode CCM und im discontinuous conduction mode DCM erstellt. Daraus lässt sich das Verhalten des Konverters in verschiedenen Arbeitspunkten ermitteln. Aus diesen Berechnungen folgt, dass die Übertagungsfunktion im CCM ein PT2-/ und im DCM ein PT1-Verhalten zeigt. Die berechneten Ergebnisse wurden mittels Loop Gain Analyzer Messungen überprüft. Für die Simulationen der Regelungsvorschläge ist ein Modell in Plecs notwendig. Mit den Daten aus dem bestehenden Gerät wurde das Modell erstellt. Zur Überprüfung wurde ein Lastsprung am Gerät gemessen und mit der Simulation verglichen. Der Regler am bestehenden Gerät ist digital ausgeführt. Durch gezielte Anpassungen der Abtastzeit des digitalen Reglers im Simulationsmodell wurde eine Optimierung der Regelung erreicht. Durch diese Massnahme wird der Phasenrand vergrössert und somit die Regelung schneller ohne Änderungen an der Hardware vornehmen zu müssen. Der Current Mode Control ist eine bekannte Variante der Regelung von Switched Power Supplies. Um die Regelung zu verbessern müssen bei Verwendung des Current Mode Control Änderungen am Hardwareaufbau vorgenommen werden. Mit der Verwendung eines Zustandsreglers wurde in einem weiteren Schritt eine weniger gebräuchliche Variante geprüft. Es wurde erkannt dass auch hier eine Hardwareänderung unumgänglich wäre.