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ZVT控制波形

发布时间:2013/6/4 20:56:36 访问次数:845

    t2~t3时刻:该阶段刚开始时,主开关G4A-1A-E-24V管的漏极电压降至零,其体二极管开通。流过体二极管的电流由ZVT电感提供。由于电感两端的电压为零,因此二极管处于续流状态。而与此同时,主开关管实现了零电压开通。
    t3~t4时刻:在t3时刻,当控制器检测到主开关管的漏极电压已降至零时,于是在关断ZVT辅助开关管的同时,开通主开关管。辅助开关管关断后,储存在厶中的能量通过二极管VD2向负载传输。
    t4~t5时刻:在t4时刻,VD2中的电流为零,此时电路的工作状态与普通升压变换器相同。而实际当中,厶将与辅助开关管的结电容Coss发生谐振,使二极管VD1阳极电压为负。

           
    t5~t6时刻:这一阶段的工作过程与普通升压变换器几乎完全一致,主开关管关断,其漏源结电容被充至Uo,主二极管开始向负载供电。由于一开始结电容使漏极电压为零,因此主开关管的关断损耗大大降低。
    从上面的分析可以看出,增加有源吸收回路后,变换器仅在开关导通过渡时间内与普通的升压变换器有所区别,主功率极的电压和电流应力大大降低,而开关管和二极管都经历了软开关转换过程。由于开关损耗显著降低,变换器的工作频率可以大幅提高,同时变换效率几平不受任何影响。因为二极管的损耗也大大降低,所以二极管的温升较低,可靠性得以提高。另外,采用软开关转换技术后,由升压二极管硬关断引发的EMI亦得到有效抑制。
    为了保证主开关管在零电压状态下开通,零电压辅助开关管在Cr上的谐振电压至零这段时间内始终保持导通。为此,可以加入一段固定的延迟时间。该时间的大小等于输入电压下限、满负载状态下的零电压转换时间tZVT。
    但是在轻载或输入电压上限状态下所需的延迟时间并不需要如此之长,而且延迟时间过长会导致零电压转换电路的导通损耗也随之增大,同时主开关管的峰值电流应力也将急剧加大,因此,实际当中延迟时间并不是固定的,而是变化的。UC3855A/55B通过检测主开关管漏极上的电压何时降至零来控制延迟时间的长度。当主开关管的漏极电压低于ZVS引脚2.5V的阈值时,ZVT辅助开关管的栅极驱动信号中止,主开关管栅极驱动信号变为高电平。主开关管的开关周期在振荡器开始放电时开始,与此同时,ZVT栅极驱动信号变为高电平,并将一直保持高电平状态直到ZVT引肿检测到零电压状态或放电周期结束时为止。振荡器放电时间的长度就是ZVT过渡脉冲宽度的最大值。这就保证了ZVT辅助开关管能够在需要的时候及时开通。ZVT控制波形如图12-8所示。

    t2~t3时刻:该阶段刚开始时,主开关G4A-1A-E-24V管的漏极电压降至零,其体二极管开通。流过体二极管的电流由ZVT电感提供。由于电感两端的电压为零,因此二极管处于续流状态。而与此同时,主开关管实现了零电压开通。
    t3~t4时刻:在t3时刻,当控制器检测到主开关管的漏极电压已降至零时,于是在关断ZVT辅助开关管的同时,开通主开关管。辅助开关管关断后,储存在厶中的能量通过二极管VD2向负载传输。
    t4~t5时刻:在t4时刻,VD2中的电流为零,此时电路的工作状态与普通升压变换器相同。而实际当中,厶将与辅助开关管的结电容Coss发生谐振,使二极管VD1阳极电压为负。

           
    t5~t6时刻:这一阶段的工作过程与普通升压变换器几乎完全一致,主开关管关断,其漏源结电容被充至Uo,主二极管开始向负载供电。由于一开始结电容使漏极电压为零,因此主开关管的关断损耗大大降低。
    从上面的分析可以看出,增加有源吸收回路后,变换器仅在开关导通过渡时间内与普通的升压变换器有所区别,主功率极的电压和电流应力大大降低,而开关管和二极管都经历了软开关转换过程。由于开关损耗显著降低,变换器的工作频率可以大幅提高,同时变换效率几平不受任何影响。因为二极管的损耗也大大降低,所以二极管的温升较低,可靠性得以提高。另外,采用软开关转换技术后,由升压二极管硬关断引发的EMI亦得到有效抑制。
    为了保证主开关管在零电压状态下开通,零电压辅助开关管在Cr上的谐振电压至零这段时间内始终保持导通。为此,可以加入一段固定的延迟时间。该时间的大小等于输入电压下限、满负载状态下的零电压转换时间tZVT。
    但是在轻载或输入电压上限状态下所需的延迟时间并不需要如此之长,而且延迟时间过长会导致零电压转换电路的导通损耗也随之增大,同时主开关管的峰值电流应力也将急剧加大,因此,实际当中延迟时间并不是固定的,而是变化的。UC3855A/55B通过检测主开关管漏极上的电压何时降至零来控制延迟时间的长度。当主开关管的漏极电压低于ZVS引脚2.5V的阈值时,ZVT辅助开关管的栅极驱动信号中止,主开关管栅极驱动信号变为高电平。主开关管的开关周期在振荡器开始放电时开始,与此同时,ZVT栅极驱动信号变为高电平,并将一直保持高电平状态直到ZVT引肿检测到零电压状态或放电周期结束时为止。振荡器放电时间的长度就是ZVT过渡脉冲宽度的最大值。这就保证了ZVT辅助开关管能够在需要的时候及时开通。ZVT控制波形如图12-8所示。

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