輕負載時開關(guān)元件MOSFET工作的注意事項-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2022-04-01
相移全橋電路中輕負載時流過的電流小,LS中積蓄的能量少,所以很有可能在滯后臂的COSS充放電完成之前就開始開關(guān)工作。因此,ZVS工作無法執(zhí)行,很容易發(fā)生MOSFET的導通損耗。
另一方面,當超前臂的MOSFET的COSS充放電時,能量通過變壓器被輸送到二次側(cè)。
參考前面的思路,通過能量收支來考慮ZVS的成立條件時,以Mode(2)為例,假設(shè)相移全橋電路的變壓器的匝比為n,則超前臂的ZVS成立條件可用下面的公式來表示。
IL2是Mode(1)結(jié)束時的IL,EOSS_Q1和EOSS_Q2分別是完成Q1和Q2的COSS充放電所需的能量。
在實際的電路工作中,需要設(shè)置Dead Time來防止上下臂短路。
如上所述,在輕負載時,滯后臂MOSFET的充放電可能尚未完成,即可能會有漏極電壓VDS殘留(成為硬開關(guān)),因此,在某些Dead Time的設(shè)置,可能會導致滯后臂MOSFET的導通損耗增加。因此,在設(shè)置Dead Time時需要注意這一點。
下圖是在Dead Time優(yōu)化和未優(yōu)化情況下導通時的示意圖。
在Dead Time未優(yōu)化的情況下,會瞬間流過很大的漏極電流ID。
這是由于受到了兩種電流的影響:第一種是柵極-漏極間電容CGD和柵極-源極間電容CGS的電容比,導致柵極-源極間電壓VGS超過了閾值電壓,從而引起的直通電流;另一種是對應(yīng)橋臂MOSFET的COSS的充電電流。
其中,后者COSS的充電電流在硬開關(guān)工作時一定會產(chǎn)生,但前者的直通電流則可以通過設(shè)置MOSFET的CGD和CGS的適當電容比來防止。因此,選擇CGD和CGS的電容比適當?shù)腗OSFET很重要。
關(guān)鍵要點
輕負載時,電流小,LS中積蓄的能量少,因此很有可能在COSS的充放電完成之前就開始開關(guān)工作,致使ZVS工作無法執(zhí)行,容易發(fā)生MOSFET的導通損耗。
COSS的充放電未完成可能會導致VDS殘留,因此需要設(shè)置適當?shù)腄ead Time來防止上下橋臂短路引起的直通電流。
MOSFET的CGD和CGS的某些電容比可能會導致流過直通電流,因此選擇該電容比適當?shù)腗OSFET很重要。
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