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什么电路上有快恢复二极管,适合做zvs

网友发布 2023-08-23 15:07 · 头闻号仪器机械

零电压开关(ZVS)/零电流开关(ZCS)技术,或称软开关技术,小功率软开关电源效率可提高到80%~85%。20世纪70年代谐振开关电源奠定了软开关技术的基础。

PWM开关电源按硬开关模式工作(开/关过程中电压下降/上升和电流上升/下降波形有交叠),因而开关损耗大。高频化虽可以缩小体积重量,但开关损耗却更大了。为此,必须研究开关电压/电流波形不交叠的技术,即所谓零电压开关(ZVS)/零电流开关(ZCS)技术,或称软开关技术,小功率软开关电源效率可提高到80%~85%。20世纪70年代谐振开关电源奠定了软开关技术的基础。随后新的软开关技术不断涌现,如准谐振(20世纪80年代中)全桥移相ZVS-PWM,恒频ZVS-PWM/ZCS-PWM(上世纪80年代末)ZVS-PWM有源嵌位;ZVT-PWM/ZCT-PWM(20世纪90年代初)全桥移相ZV-ZCS-PWM(20世纪90年代中)等。我国已将最新软开关技术应用于6kW通信电源中,效率达98%。对降压稳压器的关键要求通常是尺寸和效率。由于印制电路板面积弥足珍贵,哪个设计人员也不愿意分配额外的空间给功率设计方案。此外,由于单片机和数字信号处理器(DSP)不断推陈出新,电路板设计方案也不断升级,尽管功率有所增加,但产品尺寸却不能增大了。因此,高密度稳压器便随着最新IC集成度的提高、MOSFET技术的提升及封装工艺的改良而不断发展。纵使这样,这些稳压器还是无法满足新系统的应用要求。尤其是系统内部的功率密度正日益提高。其主要原因是开关损耗阻碍稳压器MOSFET的内部性能。如果不从根本上解决这些损耗问题,那么只能期望一些微小的性能提升。造成开关损耗的主要原因在于:一是,硬开关。现今,大多数非隔离降压稳压器拓扑的开关损耗都很大。原因是在导通和关断期间,MOSFET同时承受高电流和高电压应力。当开关频率与输入电压增高时,这些损耗同时增大,限制了其可以达到的最高工作频率、效率和功率密度。二是,栅极驱动损耗。由于栅极驱动电路内的米勒电荷的功耗较高,导至硬开关拓扑结构的栅极驱动损耗也较高。三是,本体二极管传导。当高电平端MOSFET导通和关闭时,高脉动电流通过低电平端MOSFET的本体二极管。本体二极管导通的时间越长,反向恢复损耗和本体二极管传导损耗便愈高。本体二极管传导也会造成破坏性的过冲和振铃。开关损耗还限制了稳压器的开关频率,开关频率越高,MOSFET开关时间就越长,损耗就越大。如果开关不能在高频率切换,将限制更小型无源组件(电阻、电容和电感)的使用,从而使稳压器密度受到影响。众多电子设计师希望在负载点使用零电压开关(ZVS) 。

针对上述问题,Picor引入了一个高性能、高度集成、软开关降压稳压器平台,可高频工作,大幅度地降低开关损耗,提高效率。

由图可见,当开关管处于关断状态时,LrCr串联谐振,电容Cr(包括开关管的输出电容)上的电压按准正弦规律变化,当它谐振过零时,令开关管开通,因此图1(b)是一种ZVS谐振开关。

零电压开关(ZVS)工作如图.

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