做電源設計的肯定都經歷過“炸管”的毒打。硬開關帶來的巨大開關損耗和發熱,簡直是工程師的噩夢。今天帶你拔高一個層次,扒一扒高端電源都在用的“軟開關”技術:零壓差導通,零電流截止,這是場效應開關管常用的軟開關技術 。
那么它的具體工作過程是怎樣實現的 ?其實,秘密就藏在平時被我們嫌棄的寄生參數里!它的實現是利用它的體二極管和輸出電容(漏源極結電容)來實現的 。今天我們就以半橋上下管為例分析 。
核心元器件盤點 不要被電路圖嚇到,我們先來認清圖里的“演員”: 主角:Q1、Q2為半橋上下雙管 。 配角1:C1、C2為Q1、Q2輸出電容 。 配角2:D1、D2為Q1、Q2體二極管 。 輔助:C3為自舉升壓電容 。 工作時,Q1、Q2的導通受半橋芯片各自的PWM信號精準驅動 。


深度硬核推演:0壓差導通(ZVS)的“凌波微步” 新手往往卡在時序上,注意:開機時理論上是下管先導通,但在實際電路分析時,往往從上管開始 。
第一步:上管導通態。假設上管Q1先導通,此時Q2處在截止狀態 。C3放電狀態 。此時C1上無電壓,C2上充滿電+300V,D1、D2均截止 。
第二步:死區時間1的魔法。Q1開始截止(芯片輸出低電平PWM),Q2仍然截止(芯片仍然保持低電平PWM驅動信號) 。此時,C2開始放電,C1開始充電 。
第三步:Q2的ZVS高光時刻。當C2放電至D2兩端壓差0.7V時結束瞬間,D2瞬間導通,將Q2漏源極壓差降為0,此時芯片立即輸出高電平PWM驅動信號使Q2迅速導通,此時D2又轉為截止,從而實現0壓差導通軟開關技術 。此時C3開始充電 。同時當C2放電結束,C1、C3充電也結束 。
第四步:死區時間2的完美鏡像。死區時間2,Q2在芯片輸出的低電平PWM驅動下開始截止,Q1仍然截止(此時PWM驅動信號仍然為低電平) 。此時,C1開始放電,C2開始充電,當C1放電結束時,D1瞬間導通,同時芯片立即輸出高電平PWM信號,Q1迅速導通,D1又轉為截止,實現了Q1的0電壓導通技術 。此時C3放電 。


那零電流截止(ZCS)又是怎么回事? 以上就是0壓差導通原理,而0電流截止,就是利用芯片監測到流經開關管電流為0時刻,輸出低電平PWM信號,使開關管立即截止 。
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