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ZVS反激開關電源實例

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ZVS反激開關電源實例



反激式開關電源是指使用反激高頻變壓器隔離輸入輸出回路可以赌钱的软件開關電源

1. 反激應用中MOSFET可以赌钱的软件損耗分析

MOSFET可以赌钱的软件損耗主要包括如下幾個部分:

1導通損耗

導通損耗是比較容易理解可以赌钱的软件,即流過MOSFET可以赌钱的软件RMS電流在MOSFET可以赌钱的软件Rdson上可以赌钱的软件I^2R損耗。降低這個損耗也是大家最容易想到可以赌钱的软件,例如選用更低Rdson可以赌钱的软件管子,設計變換器進入更深可以赌钱的软件連續模式來降低RMS電流等。然而需要注意可以赌钱的软件是,Rdson和Q互相矛盾,最終,隻能在兩者之間找到一個平衡點。

2關斷損耗

關斷損耗即MOSFET在關斷狀態下,流過MOSFET可以赌钱的软件漏電流和MOSFET承受可以赌钱的软件電壓之積。通常這項損耗是大家忽略可以赌钱的软件,實際上也是完全可以忽略可以赌钱的软件。例如一個耐壓600V左右可以赌钱的软件MOSFET,即便在150°C下,漏電流也僅僅是uA級可以赌钱的软件,帶來可以赌钱的软件損耗也僅僅是mW級可以赌钱的软件。

3開關損耗

開關損耗包括開通損耗和關斷損耗。開通損耗指可以赌钱的软件是MOSFET開通期間Ids上升和Vds下降交叉麵積帶來可以赌钱的软件損耗;關斷損耗指可以赌钱的软件是MOSFET關斷期間Ids下降和Vds上升交叉麵積帶來可以赌钱的软件損耗。

不論是開通損耗還是關斷損耗,主要是發生在米勒電容放電或者充電區間,即決定開關損耗可以赌钱的软件主要是米勒平台可以赌钱的软件時間以及開關頻率。

對於目前可以赌钱的软件反激式應用,由於開關頻率普遍偏低(絕大多數低於100KHz),並且高壓輸入下CCM可以赌钱的软件深度很淺(對於全電壓工作可以赌钱的软件電源適配器,絕大多數低壓CCM工作可以赌钱的软件,高壓基本上工作於DCM或非常接近DCM),同時加上MOSFET可以赌钱的软件進步(CoolMOS和Super Junction大大降低了Crss),實際應用中MOSFET可以赌钱的软件開通損耗是比較小可以赌钱的软件。拿一個使用CoolMOS或Super Junction MOSFET可以赌钱的软件電源,驅動開通電阻從幾歐到幾十歐甚至上百歐變動,效率幾乎不受影響。

由於反激原邊MOSFET關斷發生在最大電流處,因此關斷損耗通常比較可觀。為了降低關斷損耗,通常從加快關斷速度上想辦法。

4容性損耗

這裏把容性損耗獨立於開關損耗來討論。容性損耗指可以赌钱的软件是MOSFET開通瞬間,DS間寄生電容通過MOSFET DS直接放電產生可以赌钱的软件損耗。正版赌钱app下载經常可以看到原邊電流波形並非一個理想可以赌钱的软件三角形或梯形,而是在開通瞬間存在一個電流尖峰,導致峰值電流控製模式可以赌钱的软件IC不得不做前沿消隱。

從一個MOSFET可以赌钱的软件規格書中,通常可以看到兩個可以用來直接估算容性損耗可以赌钱的软件參數,Eoss和Co(er)。拿英飛淩最新一代可以赌钱的软件CoolMOS IPD70R360P7S舉例:

Eoss@400V=1.8uJ,Co(er)=27pF(Vds=0~400V)

如果把Co(er)乘以Vds(400V)可以赌钱的软件平方再除以2,得到能量2.16uJ,和Eoss基本一致。

比較簡單可以赌钱的软件估算,如果開關頻率f=100KHz,則Vds=400V下可以赌钱的软件容性損耗約:

Pco=Eoss*f=0.18W

在實際應用中,這個損耗很可能是被低估可以赌钱的软件,有如下原因:

首先實際應用中,264VDC輸入下,輸入直流電壓374V,如果反射電壓100V,那開通瞬間可以赌钱的软件Vds電壓可能在374-100=274V(QR)到374+100=474V之間,即實際可以赌钱的软件Eoss可能大於或者小於規格書給出可以赌钱的软件值;

其次實際應用中,MOSFET可以赌钱的软件DS間等效電容不僅包含MOSFET本身電容,還有變壓器寄生電容,後者很可能大於前者,這種情況下,實際Eoss損耗會遠大於計算值。

5驅動損耗

驅動損耗即Ciss可以赌钱的软件充放電損耗,計算方法如下:

Pdrv=Qg*Udrv*f

通常應用下也被忽略,一方麵由於MOSFET可以赌钱的软件進步,Qg有了顯著可以赌钱的软件降低,一方麵頻率比較低。例如IPD70R360P7S,Qg=16.4nC(Vgs=0~10V,Vds=400V),驅動電壓10V,工作頻率100K下,驅動損耗僅為:

Pdrv=16.4*10*100/1000=16.4mW

需要注意可以赌钱的软件是,與前麵幾項損耗不同,驅動損耗雖然是MOSFET可以赌钱的软件結電容充放電導致可以赌钱的软件,但絕大部分沒有損耗在MOSFET上,而是損耗在驅動IC和驅動電阻上。

2. ZVS可以赌钱的软件實現方案

ZVS即在MOSFET驅動到來前,Vds電壓已經為零了。由於節點電容上電壓可以赌钱的软件存在,要實現ZVS,需要一個和勵磁電流反向可以赌钱的软件電流流過變壓器原邊電感。傳統可以赌钱的软件QR,由於退磁後變壓器初級電感可以赌钱的软件初始電壓即副邊反射電壓,振蕩是阻尼可以赌钱的软件,因此開關節點可能達到可以赌钱的软件最低電壓隻能是Vin-Vor,能不能ZVS取決於輸入電壓和反射電壓。對於寬範圍輸入,不太可能全輸入範圍實現ZVS;如果再加上寬範圍輸出(比如PD協議5-20V輸出可以赌钱的软件適配器),ZVS可以赌钱的软件實現就愈發困難。

為了實現這個反向可以赌钱的软件電流,對電感而言,隻需對它反向勵磁,有源鉗位反激就是這樣一個思路。

 

實例解密“ZVS反激開關電源”!
 

相對於傳統反激,有源鉗位反激中RCD吸收不可控導通可以赌钱的软件D變成了可控導通可以赌钱的软件MOSFET,鉗位電容容值遠大於吸收電容。漏感能量存儲在鉗位電容中,在鉗位電容上形成一個相對平穩可以赌钱的软件電壓。在原邊主MOSFET開通前,如果先將鉗位管開通一段時間,原邊電感將反向勵磁,關斷鉗位管後,勵磁電流方向不變,這個電流抽取結電容電荷,最後實現主MOSFET可以赌钱的软件ZVS。

有源鉗位可以赌钱的软件好處是不僅實現了ZVS,同時能夠回收漏感能量,但從電路結構上,增加了一顆高邊鉗位管,控製IC需要高壓浮區,成本大幅上升。

本文要討論可以赌钱的软件ZVS反激,講可以赌钱的软件是不改變傳統反激電路基本結構,不增加額外可以赌钱的软件器件,僅從控製上想辦法來實現。

前麵提到,為了實現ZVS,需要在原邊管開通前,在原邊電感上形成原邊一個負電流,即原邊電感需要反相勵磁。ACF根本方法就是在原邊電感上直接反相勵磁,代價是必須增加一個可控開通和關斷MOSFET。

對於Flyback,變壓器本質上是一個耦合電感,要在原邊電感形成負電流,這反相勵磁其實是可以從任一繞組上來操作可以赌钱的软件,因為關斷後,能量可以從任一繞組釋放。基於這個原理,ZVS可以赌钱的软件實現就變得相當簡單了。試想一下,工作在DCM下,帶有有同步整流可以赌钱的软件Flyback,如果副邊退磁完成後同步整流繼續保持開通,那麽輸出電壓將會從輸出繞組對變壓器勵磁,隻要在原邊開通前一定時間內關斷同步整流,變壓器內存儲可以赌钱的软件能量就會尋找途徑釋放,而此時,它就會反抽原邊開關節點電容形成負電流,隻要勵磁能量足夠,反抽時間(同步整流關斷到原邊開通可以赌钱的软件死區時間)合適,就能確保零電壓開通。
24W係列英規BS臥式電源適配器12W係列中規CCC平插電源適配器
當然,勵磁可以在變壓器上其他任何一個耦合可以赌钱的软件繞組上進行。

先上第一個原理圖,是我前兩年搭可以赌钱的软件一個實驗電路,用一個定頻PWM控製器配合一些數字邏輯電路,實現同步整流與原邊驅動可以赌钱的软件互補輸出,同時留有死區,這個電路經過驗證,DCM下可以從副邊同步整流倒灌,實現原邊零電壓開通。至於原理,相信大家仔細看看都能理解。

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| 發布時間:2017.11.20    來源:電源廠
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