2 PSFB 運作原理

圖 9 顯示了帶有二極體整流器的全橋轉換器，而圖 10 顯示了相移控制下的全橋轉換器波形，這允許在 MOSFET 開啟瞬態以進行軟開關之前產生負汲極至源極電流。如圖 10 中所示，支路 1 MOSFET 驅動訊號 (Out1L 和 Out1H) 以及支路 2 MOSFET 驅動訊號 (Out2L 和 Out2H) 之間產生相位差，而所有四個驅動訊號保持其工作週期不變。當一對對角 MOSFET 導通時，輸入電壓 (+V_IN) 或反相輸入電壓 (–V_IN) 會施加到 V_AB，這是串聯電感器 (L_S) 通電和透過變壓器將能量從輸入側 (一次側) 傳遞到輸出側 (二次側) 之間的時間。支路 1 和支路 2 之間的相位差決定了 V_AB 的非零電壓持續時間 (脈衝寬度)。在二次電壓 (V_SEC) 處產生類似於 V_AB 波形的雙極性方波，此雙極性方波將被輸出二極體整流器進一步整流，成為單極性方波，從而允許輸出電感器執行「降壓」操作，以控制 V_SEC 脈衝寬度控制輸出調節。

V_SEC 的脈衝寬度小於 V_AB，因為 L_S 使用施加的 V_IN 來切換其電流極性，導致變壓器繞組上的電壓為零，因此 V_SEC 脈衝寬度較小，這稱為工作週期損耗。L_S 電感越大，工作週期損耗 (V_AB 和 V_SEC 之間的脈衝寬度之差) 越大。要在二次側實現更大的 D_eff 以實現更寬的工作週期變化範圍，需要使用更小的 L_S 電感。

開關瞬態期間儲存在 L_S 中的能量是在一次側 MOSFET 實現軟開關的關鍵。L_S 電感越小代表儲存的能量越少，這可能不足以對軟開關的 MOSFET 輸出電容電壓進行放電，尤其是在輕負載下。因此，您必須在設計中在軟開關和 D_eff 範圍之間進行取捨。

由於相移控制使一次繞組電流能夠連續循環並自由流過一次全橋 MOSFET 的 C_OSS 和本體二極體，因此 MOSFET 上可能存在電流滯後，全橋開關節點的輸出端有電感阻抗，MOSFET 開關瞬變處有負電流，如前面的圖 8 所示。L_S 中儲存的能量是軟開關的關鍵，但輸出電感 L_O 也會影響軟開關能力。

讓我們來看看 MOSFET 開關瞬態的波形。圖 11 中的紫色虛線是支路 1 高壓側 MOSFET 電流。請注意，支路 1 低壓側 MOSFET 電流與支路 1 高壓側 MOSFET 電流相同，但發生在支路 1 高壓側 MOSFET 關斷期間。‌各位可以看到 MOSFET 導通瞬態時的一次電流 (I_PRI) 電平位於 L_O 電流漣波谷點。換句話說，如果 L_O 電流漣波較大 (即 L_O 電感較小)，則支路 1 MOSFET 的軟開關能力將下降。假設變壓器磁化電感電流為零，‌方程式 2 將用於在支路 1 MOSFET 實現軟開關的電流表示為：

其中 I_LO,pp 是 L_O 上的峰對峰電流漣波。

方程式 3 計算用於在支路 2 MOSFET 實現軟開關的電流，如下所示：

圖 12 以黑色虛線突顯了支路 2 低壓側 MOSFET 電流。請注意，支路 2 高壓側 MOSFET 電流與支路 2 低壓側 MOSFET 電流相同，但發生在支路 2 低壓側 MOSFET 關斷期間。從方程式 2 和方程式 3，以及圖 11 和圖 12 的波形中，您可以看到支路 2 上的 MOSFET 比支路 1 上的 MOSFET 更容易實現軟開關。