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关于ZVS,有人是这么说的:“ 电路的负载行为产生了一个滞后电流,这个滞后的电流对于管子的开通时刻提供了一个目标器件的负电流,在短暂的死区时间内负电流把接电容的电抽干,然后走体二极管,接着目标器件驱动到来,目标器件打开,电流走主通道 ”。 若死区时间过短,可能导致结电容的电没有放干净,或者是说电容的放电曲线由缓慢减小过渡到立刻到0,所以死区时间的设置最短可以设置在结电容刚放电完成,走体二极管的瞬间,但是往往很难做到,所以一般死区时间的设置往往大于这个“理想的最短时刻”。 在高频开关电源和谐振变换器设计中,实现零电压开通(ZVS, Zero Voltage Switching)是提升效率、降低开关损耗的重要手段。ZVS的本质是让开关管在导通时,其Vds(漏源电压)降至零,从而避免MOSFET体二极管的反向恢复和寄生电容的充放电损耗。本文将深入探讨上下管的ZVS实现原理、影响因素及优化方法。 1. ZVS的基本原理 MOSFET的开关损耗主要来自两个方面: 1. 电压与电流的重叠损耗:MOSFET在开通瞬间,若Vds尚未降为零,而开关电流已经上升,会导致较大的瞬时功耗。 2. MOSFET寄生电容的充放电损耗:开关过程中,MOSFET的Coss(输出电容)需要被充放电,消耗额外能量。
ZVS的目标就是利用谐振或负载电流,使MOSFET在开通前Vds已经降至零,再触发开通,降低或消除上述损耗。 上图中ZVS绿色部分针对的是Q2而言,红圈ZVS针对Q1而言。注意看ZVS电压先到零,那么ZCS呢? 2. ZVS实现机制
在全桥或半桥拓扑中,常见的上下管(High-Side和Low-Side MOSFET)都可以通过谐振或负载电流实现ZVS。但由于上下管的工作方式不同,其ZVS实现机制也有所区别。
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