LLC電路的ZVS零電壓開通十分重要,如果能夠保證ZVS,則無論是開關(guān)管的損耗,還是開關(guān)管的DS電壓應(yīng)力,都能夠得到比較好的效果。全球30A的開發(fā)過程證明,MOSFET的DS電壓應(yīng)力較高的情況都是出現(xiàn)了硬開通。
但是,ZVS條件的獲得,有賴于精心的設(shè)計(jì),和慎重的主電路、驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)選擇,及控制電路的配合。
如下圖所示,Vgs1為Q1驅(qū)動(dòng)信號(hào),Vgs2為Q2驅(qū)動(dòng)信號(hào),Ilr為諧振電流波形。
Q2在t0時(shí)刻關(guān)斷,電流在t1時(shí)刻反向,轉(zhuǎn)換為正值,因此,Q1必須在t1之前給出有效驅(qū)動(dòng)信號(hào),才能在電流反向?yàn)檎龝r(shí)提供能量通路。
ZVS軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)波形
但Q1是否能夠ZVS導(dǎo)通,取決于t0到t1時(shí)間段內(nèi)圖示陰影部分Ilr和時(shí)間的積分,即這段時(shí)間電荷量,能否將Q1 結(jié)電容(或者外部附加電容)電荷抽走,并且將Q2結(jié)電容(或者外部附加電容)充到母線電壓。除此之外,考慮到變壓器的原邊繞組寄生電容,還要一部分能量來抽走變壓器原邊繞組寄生電容
上的電荷。也就是說,必須滿足下式:
如果開關(guān)管是MOSFET,并且MOSFET不并聯(lián)外接電容,只是利用它自身的結(jié)電容來實(shí)現(xiàn)ZVS,那么上兩式可變?yōu)椋?/p>
上面將C
等同于
,這是因?yàn)镸OSFET的結(jié)電容不是一個(gè)恒定電容,而是一個(gè)非線性電容,其容值是反比于其兩端電壓的平方根的。
之所以 與 有區(qū)別,是因?yàn)樵诠ぷ黝l率低于諧振頻率時(shí),在t0時(shí)刻,因?yàn)閯?lì)磁電流近似恒定,變化率近似為零,因此變壓器的原邊電壓也近似為零,到t0時(shí)刻換向;而情況下,Q2關(guān)斷后主變立刻換向,因此從到,變壓器原邊繞組寄生電容的電荷轉(zhuǎn)移都由Q2關(guān)斷到Q1導(dǎo)通這段區(qū)間內(nèi)的電流積分提供。
如下圖所示,在Vgs驅(qū)動(dòng)到來時(shí),電流已經(jīng)反向,將待開通的開關(guān)管結(jié)電容充到一定電壓,喪失了ZVS條件。
ZVS軟開關(guān)條件喪失
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