应用方案
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在众多大功率隔离DC-DC变换器拓扑中，移相全桥变换电路以其独特的优势在各类电源产品中一直经久不衰：
首先，移相全桥变换电路拓扑具有宽范围输入的特点，与LLC谐振变换器不同，它通过对两个50%占空比驱动信号的相移控制调节输出电压，相移在0~180度范围内线性调节，因此可以宽范围调节输出电压，同时适应电池等宽范围输入电源工作。
其次，移相全桥变换器使用固定开关频率，磁性元件和电容等无源器件设计相对简单，EMI控制容易。
再次，移相全桥变换器可实现原边MOS管零电压开通（ZVS），极大的降低了开关损耗，提升了电源效率，可实现高频、高效、高功率密度的设计目标。
由于以上特点，移相全桥变换器应用非常广泛，如电焊，船舶，服务器电源，航空电源等等。锴威特推出的性能优越的移相全桥控制模拟芯片CSV3951，使硬件工程师完全脱离了对软件的依赖，对该拓扑的应用设计更加得心应手。
移相全桥拓扑原理简介
图2为经典移相全桥拓扑，原边四个MOS管控制时序如图3所示。通过对QA和QC管的移相控制可以调节桥臂中点电位差Vp的宽度，经过副边整流滤波后直接调节输出电压。
图2 移相全桥拓扑
图3 移相全桥拓扑工作波形
由于原边电流Ip的续流作用，在所有原边MOS管QA-QD开通前，死区时间内体二极管都将先导通，从而可实现零电压开通（ZVS）。
对于较高输出电压的应用，副边QE和QF可以直接用二极管代替，对系统效率影响不大。但对低压大电流输出，一般需要用同步整流功能来减小因二极管引起的功耗和发热。
对于副边整流管QE和QF发出驱动信号一般通过对原边驱动进行延迟实现，但由于不同负载下Ip电流换向需要的时间略微不同，因此对副边整流管开通延迟根据负载进行动态优化，可以实现更高效率。
CSV3951简介
锴威特推出的移相全桥控制器CSV3951性能优异，内置基准源和误差放大器，反馈控制模式可选择电压模式或峰值电流模式，可实现同步整流主动控制，外部死区时间可调，并具备完善的轻载功耗管理模式，使工程师们的设计应用灵活多变。
典型的应用电路如下：
图4 CSV3951应用框图
图5 锴威特600W CSV3951应用DEMO
CSV3951芯片特性
● 增强型原边零电压开关（ZVS）
● 可调副边同步整流（SR）控制
● 可编程斜坡补偿的峰值电流模式或电压模式
● 可编程软启动和使能功能
● 开关频率外部可调
● 轻载效率管理，包括(1)Burst模式(2)断续模式
● 可编程自适应死区时间延迟
● 支持断续模式的逐周期电流限制保护
● 极低的（150uA）启动电流
● 支持主从并联设计
● VDD欠压保护
CSV3951应用领域
● 服务器电源
● 工业照明电源
● 电动汽车
● 高功率密度模块电源
CSV3951性能测试结果
01效率曲线
02启动波形
10ms/div
03稳态波形(Vin=400V, Vout=12V, Iout=50A )
2us/div
04输出纹波测试(Vin=400V, Vout=12V, Iout=50A )
5us/div
05负载阶跃测试(50A->5A->50A）
500us/div
06原边MOS器件ZVS波形(Vin=400V, Vout=12V, Iout=50A )
200ns/div
CSV3951系统效率优化与轻载管理
01
原边驱动死区时间和
原副边驱动延迟动态优化功能
原边两个桥臂上下管驱动的死区时间可以分别通过管脚DELAB和DELCD的外接电阻设定。同时该死区时间还可以通过ADEL外部连接到CS的分压电阻网络来设置不同负载下的值，来适应不同负载需要的动态死区时间，从而尽可能减少MOS体二级管导通损耗，提高电路的转换效率。该死区时间计算公式为：
其中RAB为串联在DELAB的电阻，KA通过ADEL外部的分压电阻网络实现，为0-1的系数。CS为CS管脚上的电压值。当需要固定死区时间时，ADEL接地，此时KA=0。
芯片还可自适应调节原边开关与副边同步整流器 (SR) 的开关延迟时间，此功能可增加同步整流管的导通时间以提高效率。延迟公式为：
其中RAB为串联在DELEF的电阻，KEF通过ADELEF外部的分压电阻网络实现，为0-1的系数。CS为CS管脚上的电压值，当需要初级开关与次级侧同步整流器固定延迟时，ADELEF接地，此时KEF=0。
02
轻载同步整流（SR）DCM 功能
芯片可通过DCM引脚外部设置一个同步整流关闭阈值，当CS信号值低于此设计值时，则芯片关断同步整流驱动信号。轻载条件下关闭同步整流，让电路进入DCM工作模式，可以大幅度降低功率开关回路的环流引起的电路功耗，提高轻载效率。
100us/div
03
极轻负载Burst Mode功能
芯片有最小脉冲宽度设置引脚TMIN,通过该引脚设置最小导通时间，从而设置了MOS驱动连续工作的最小占空比。当环路控制决定的占空比小于芯片引脚参数设计的值，电流就会进入突发工作模式（Burst Mode）。突发工作模式由于长时间内开关管处于关闭状态，可大幅度降低电路极轻载或空载下功耗。
下图是极轻负载下的突发工作模式波形：
10ms/div
总结
CSV3951是一款适用于宽范围输入并带有同步整流的移相全桥模拟控制芯片。其反馈控制方法可选择峰值电流模式或电压模式，带有外部斜坡补偿调节和外部环路补偿器调节功能。芯片驱动的死区时间也可外部设置并根据负载动态调节，还带有可调节的自适应原副边驱动延迟，保证在宽范围输入和不同负载条件下都可实现ZVS，并减小死区损耗。
另外，用户可外部设计同步整流驱动的启停阈值，实现在轻载情况下的断续工作模式，从而提高轻载工作效率。芯片还具有软启动时间可调，逐周期限流，VDD欠压保护等其他丰富的功能，真正保障了芯片实现系统高效的同时，稳定可靠工作。
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