第 2 期
谐振软开关
什么是软开关
如下图所示,普通拓扑的开关管都是硬开关,在导通和关断时MOS管的漏源极电压VDS和电流IDS会产生交叠,电压与电流交叠的区域,即为MOS管的导通损耗和关断损耗。
为了降低开关管的开关损耗,提高电源的效率,有零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)两种软开关办法。
零电压开关(ZVS)
使开关开通前其两端电压为零,也成为零电压开通。
零电流开关(ZCS)
使电流关断前其电流为零,也称为零电流关断。
由于开关损耗与流过开关管的电流和开关管上的电压的乘积(V*I)有关,当采用ZVS零电压导通时,开关管上的电压几乎为零,所以导通损耗非常低。
LLC正是实现了ZVS零电压开关。
LLC如何实现软开关
要实现零电压开关,开关管的电流必须滞后于电压,使谐振槽路工作在感性状态。
LLC开关管在导通前,电流先从开关MOS管的体二极管(S到D)内流过,开关MOS管D-S之间电压被箝位在接近0V(二极管压降),此时让开关MOS管导通,可以实现零电压导通。
MOS管VDS电压和电流波形如下图所示,可以看出,在MOS开通(VDS降为0)时刻,MOS管电流为负值(中间图蓝色部分),说明电流反向流经MOS体二极管,开关MOS管D-S之间电压被箝位在接近0V附近,此时MOS导通即可实现零电压开通。
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