zvs电路输入电压与什么有关系 ZVS输入电压过低会有什么后果(不起振等)?为什么?

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zvs电路输入电压与什么有关系

zvs电路输入电压与什么有关系 ZVS输入电压过低会有什么后果(不起振等)?为什么?

ZVS输入电压过低会有什么后果(不起振等)?为什么?

ZVS输入电压过低会有什么后果(不起振等)?为什么?

可能的问题:

1.那个大电流快恢复二极管H

功率MOSFET的开关损耗计算方式是什么?开关损耗的主要参数是什么?

回复:了解功率MOSFET的开关损耗

功率MOSFET管的栅极电荷特性表达了栅极电压和栅极电荷之间的关系,结合栅极电荷特性和漏极的导通特性可以直观形象地理解MOSFET的开关过程。通常,许多电子工程师都知道,由于米勒电容的影响,开关损耗发生在MOSFET的导通和关断期间。他们在选型时,会重点考虑功率MOSFET数据表中的Qg和Ciss参数,认为这两个因素主要影响开关损耗。本文将对开关损耗进行详细的分析和计算,并对功率MOSFET的开通过程和实际状态下的自然零电压关断过程进行讨论,以便电子工程师知道哪个参数起主导作用,更深入地了解MOSFET。

开关损耗

1.1导通期间的MOSFET开关损耗

功率MOSFET管的栅电荷特性如图1所示,可以在MOSFET数据表中找到,开通的工作过程可以参考相关文献。值得注意的是,后面的开通过程对应的是BUCK变换器上管的开通状态,下管在0电压开通,所以开关损耗很小,可以忽略不计。

在导通过程中,从时间t0开始,栅极和源极之间的电容开始充电,栅极电压开始上升,栅极电压为:。

其中,:τ(Rgron)●Ciss,VGS是PWM栅极驱动器的输出电压,ron是PWM栅极驱动器的内部串联导通电阻,Ciss是MOSF:。

:是VGS电压从VTH增加到米勒平台电压VGP的时间t1。

:是VGS电压从VTH增加到米勒平台电压VGP的时间t2。

:是VGS在米勒平台的时间t3。

T3也可以通过以下公式计算:

1: MOSF: CISS 955 pf,Coss 145pF,Crss 112pF,Rg 0.50hm;当VGS 4.5V,QG9NC当VGS10V,Qg 17nC,Qgd 4.7nC,qgs3.4ncVGS5V和ID11.6A时,跨导gFS 19S;当VDSVGS和ID250uA,,vth2v当vgs VGS为4.5V和ID10A时,RDS(ON)RDS(ON)17.4兆欧

打开时的米勒平台电压Vgp:。

通过计算可以得到电感L 4.7uH,电感的峰峰值电流为1.454A,电感的谷值点电流为5.273A,峰值电流为6.727A因此可以用密勒平台电压VGP 2 5.273/19 2.278V来计算:。

在导通过程中产生开关损耗是:。

在导通过程中,Crss与米勒平台时间13成正比,可以得出米勒平台占导通损耗的84%,因此米勒电容Crss及其对应的Qgd对MOSFET的开关损耗起主导作用。Ciss Crss Cgs,Ciss对应的费用是Qg。对于两个不同的MOSFET和两个不同的开关管,即使A管的Qg和Ciss小于B管,如果A管的CRS远大于B管,A管的开关损耗也可能大于B管..因此,在实际选择MOSFET管时,优先考虑米勒电容Crss的值。

降低驱动电阻可以同时降低t3和t2,从而降低开关损耗,但过高的开关速度会造成: vgp 26.727/19 2.354v..

关断过程中产生开关损耗是:。

当Crss一定时,Ciss越大,不仅会影响开关损耗,还会影响开通和关断延迟时间。开启延迟时间为图1中的t1和t2以及图2中的t8和t9。

产生开关损耗及其对开关过程的影响。

2.1 COSS引起的开关损耗

通常,当MOSFET关断时,Coss充电,能量将存储在电容Coss中。Coss还会影响MOSFET关断期间的电压上升速率dVDS/dt。Coss越大,DVD/dt、COSS越小,EMI也越小。反之,Coss越小,dVDS/dt越大,越容易引起EMI问题。

但是在硬开关的过程中,Coss不会太大,因为Coss中存储的能量会在MOSF:。

对于BUCK变换器,当它工作在连续模式时,MOSFET的电压就是它导通时的输入电源电压。在间歇模式下工作时,由于输出电感在输出电压附近振荡,Coss电压值就是导通瞬态时MOSF:间歇模式工作波形

1.2 Coss对切换过程的影响

图1中VDS的电压波形是基于理想状态的,这是通过工程简化来分析的。由于Coss,实际开关过程中的电压和电流波形与图1中的略有不同,如图3所示。以关机过程为例来说明。基于理想状态,以工程简化的认为VDS在t7周期内从最小值线性上升到输入电压,电流在18个周期内从最大值线性下降到零。

实际上,由于Coss的影响,大部分电流来自MOSFET。通过曹仁的流量很小,甚至可以忽略不计,所以曹仁的充电速度很慢,电流VDS的上升斜率也很慢。也可以理解为,由于Coss的存在,在关断过程中,由于电容电压不能突变,VDS的电压始终维持在较低的电压,可以认为是ZVS,即零电压关断,功率损耗很小。

同样,在导通过程中,由于Coss的存在,电容电压可以 t突变,所以VDS的电压始终维持在高电压,实际功率损耗很大。

在理想的工程简化模式下,开通损耗和关断损耗基本相同,如图1阴影所示。实际状态下,关断损耗很小,导通损耗很大,如图3阴影所示。

图3:3:MOSFET开关期间的实际波形

从上面的分析可以看出,在实际状态下,Coss把大部分关断损耗转移到了导通损耗上,但是总的开关功率损耗基本相同。从图4中的波形可以看出,VDS的电压在米勒平台开始时上升非常缓慢,在米勒平台结束时开始快速上升。

图4:不连续模式切换过程中的波形

Coss或DS极的附加并联电容越大,MOSFET关断时就越接近理想ZVS。关断功率损耗越小,通过Coss转移到导通损耗的能量就越多。为了使MOSFET在整个开关周期内工作在ZVS,需要利用外部条件和电路特性实现导通过程中的ZVS。比如同步降压电路下侧的寄生二极管或肖特基二极管先导通,然后续流同步MOSFET导通,所以同步MOSFET零电压导通ZVS,其关断是自然的。因此,同步MOSFET的开关损耗非常小,几乎可以忽略不计。因此,同步MOSFET只有RDS(ON)引起的传导损耗,选择时只需考虑RDS(即可。

请注意,图1基于连续电流模式下获得的波形。对于断续模式,由于开通前的电流为0,所以除了Coss放电引起的功耗外,没有开关损耗,即断续模式下的开通损耗为0。但在实际检测中,仍然可以看出VGS在断续模式下存在米勒平台,这主要是由Coss的放电电流造成的。Coss放电快,持续时间短,所以电流下降很快。由于VGS和ID转移特性的约束,当电流突然减小时,VGS也会减小,在VGS波形前端的米勒平台处会产生一个坠坑,并伴有振荡。