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輕負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)元件工作相關(guān)的注意事項(xiàng)

發(fā)布時(shí)間:2021-11-11 來(lái)源:羅姆半導(dǎo)體 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】相移全橋電路中輕負(fù)載時(shí)流過(guò)的電流小,LS中積蓄的能量少,所以很有可能在滯后臂的COSS充放電完成之前就開(kāi)始開(kāi)關(guān)工作。因此,ZVS工作無(wú)法執(zhí)行,很容易發(fā)生MOSFET的導(dǎo)通損耗。


另一方面,當(dāng)超前臂的MOSFET的COSS充放電時(shí),能量通過(guò)變壓器被輸送到二次側(cè)。參考前面的思路,通過(guò)能量收支來(lái)考慮ZVS的成立條件時(shí),以Mode(2)為例,假設(shè)相移全橋電路的變壓器的匝比為n,則超前臂的ZVS成立條件可用下面的公式來(lái)表示。IL2是Mode(1)結(jié)束時(shí)的IL,EOSS_Q1和EOSS_Q2分別是完成Q1和Q2的COSS充放電所需的能量。


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在實(shí)際的電路工作中,需要設(shè)置Dead Time來(lái)防止上下臂短路。如上所述,在輕負(fù)載時(shí),滯后臂MOSFET的充放電可能尚未完成,即可能會(huì)有漏極電壓VDS殘留(成為硬開(kāi)關(guān)),因此,在某些Dead Time的設(shè)置,可能會(huì)導(dǎo)致滯后臂MOSFET的導(dǎo)通損耗增加。因此,在設(shè)置Dead Time時(shí)需要注意這一點(diǎn)。


下圖是在Dead Time優(yōu)化和未優(yōu)化情況下導(dǎo)通時(shí)的示意圖。


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在Dead Time未優(yōu)化的情況下,會(huì)瞬間流過(guò)很大的漏極電流ID。這是由于受到了兩種電流的影響:第一種是柵極-漏極間電容CGD和柵極-源極間電容CGS的電容比,導(dǎo)致柵極-源極間電壓VGS超過(guò)了閾值電壓,從而引起的直通電流;另一種是對(duì)應(yīng)橋臂MOSFET的COSS的充電電流。其中,后者COSS的充電電流在硬開(kāi)關(guān)工作時(shí)一定會(huì)產(chǎn)生,但前者的直通電流則可以通過(guò)設(shè)置MOSFET的CGD和CGS的適當(dāng)電容比來(lái)防止。因此,選擇CGD和CGS的電容比適當(dāng)?shù)腗OSFET很重要。


關(guān)鍵要點(diǎn)


●     輕負(fù)載時(shí),電流小,LS中積蓄的能量少,因此很有可能在COSS的充放電完成之前就開(kāi)始開(kāi)關(guān)工作,致使ZVS工作無(wú)法執(zhí)行,容易發(fā)生MOSFET的導(dǎo)通損耗。


●     COSS的充放電未完成可能會(huì)導(dǎo)致VDS殘留,因此需要設(shè)置適當(dāng)?shù)腄ead Time來(lái)防止上下橋臂短路引起的直通電流。


●     MOSFET的CGD和CGS的某些電容比可能會(huì)導(dǎo)致流過(guò)直通電流,因此選擇該電容比適當(dāng)?shù)腗OSFET很重要。



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