半橋電路在空載和輕載下采用不對稱發(fā)波方式,空載時(shí),上管的占空比很小,甚至為0(下管和其互補(bǔ)),這樣LLC電路的下面的諧振電容電壓很低,導(dǎo)致下面的功率管導(dǎo)通時(shí),流過諧振電感的電流不能反向,如圖15所示,在下管關(guān)斷后下管體二極管續(xù)流時(shí),開通了上管,導(dǎo)致“瞬時(shí)直通”,直通電流被二極管強(qiáng)迫恢復(fù)關(guān)斷,在線路寄生電感上造成壓降,疊加在處于關(guān)斷態(tài)的下管。圖中的圓圈2,表明反向恢復(fù)態(tài)也存在直通可能,但電壓尖峰主要是圓圈1產(chǎn)生的。
“瞬時(shí)直通”主要的原因是功率管漏源電容瞬時(shí)充放電,反向二極管的反向恢復(fù),減少功率管電壓尖峰可以采用漏源電容更小和恢復(fù)特性更好的功率管,可以在體二極管硬關(guān)斷時(shí),更快消除直通電流,減少電壓尖峰。另一方面,如果減少上下管的導(dǎo)通死區(qū)時(shí)間,讓下管關(guān)斷后,二極管沒有完全導(dǎo)通時(shí)就開通上管,減少反向恢復(fù)電流(電流通過功率管本體然后功率管關(guān)斷比電流流過反向二極管后關(guān)斷的反向恢復(fù)電流要小),也可以到達(dá)降低電壓尖峰的目的。
圖15 空載上下管Vds和下管電流(1A/Div.)
(圖15中,電流正方向從下管D極流進(jìn),“瞬時(shí)直通”前,電流為負(fù)(SgD),表明上管開通時(shí),下管確實(shí)處于續(xù)流。)
如下圖所示,死區(qū)時(shí)間190nS和120nS時(shí),用帶統(tǒng)計(jì)功能的示波器TEKTRONIX754測試大約15分鐘,空載時(shí)下管的電壓尖峰如下圖。
圖16 死區(qū)190nS時(shí)的下管電壓尖峰
圖17 死區(qū)120nS時(shí)的下管電壓尖峰
圖18 死區(qū)120nS時(shí)的上管電壓尖峰
從測試結(jié)果看,死區(qū)時(shí)間減少到120nS,下管的電壓尖峰會(huì)從620V下降到496V,滿足540V的降額。
模塊如果工作在的在ZVS狀態(tài),死區(qū)時(shí)間對模塊的功率管電壓應(yīng)力不會(huì)有影響,而如果模塊工作在非ZVS狀態(tài),功率管和輸出二極管的電壓應(yīng)力以空載時(shí)最大,所以如果由于死區(qū)的改變導(dǎo)致功率管的ZVS狀態(tài)發(fā)現(xiàn)變化,同時(shí)也需要主要DC/DC輸出二極管的電壓應(yīng)力。
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