永久免费不卡在线观看黄网站,人妻内射一区二区在线视频,日本三级欧美三级人妇视频,色135综合网

廣東可易亞半導(dǎo)體科技有限公司

國家高新企業(yè)

cn en

新聞中心

分析LLC諧振半橋變換器及失效模式-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2022-04-28 

分享到:

分析LLC諧振半橋變換器及失效模式-KIA MOS管


在功率變換市場中,尤其對于通信/服務(wù)器電源應(yīng)用,不斷提高功率密度和追求更高效率已經(jīng)成為具挑戰(zhàn)性的議題。對于功率密度的提高,普遍方法就是提高開關(guān)頻率,以便降低無源器件的尺寸。


零電壓開關(guān)(ZVS)拓?fù)湟蚓哂袠O低的開關(guān)損耗、較低的器件應(yīng)力而允許采用高開關(guān)頻率以及較小的外形,從而越來越受到青睞。這些諧振變換器以正弦方式對能量進行處理,開關(guān)器件可實現(xiàn)軟開閉,因此可以大大地降低開關(guān)損耗和噪聲。


在這些拓?fù)渲校嘁芞VS全橋拓?fù)湓谥?、高功率?yīng)用中得到了廣泛采用,因為借助功率MOSFET的等效輸出電容和變壓器的漏感可以使所有的開關(guān)工作在ZVS狀態(tài)下,無需額外附加輔助開關(guān)。


然而,ZVS范圍非常窄,續(xù)流電流消耗很高的循環(huán)能量。近來,出現(xiàn)了關(guān)于相移全橋拓?fù)渲泄β蔒OSFET失效問題的討論。這種失效的主要原因是:在低反向電壓下,MOSFET體二極管的反向恢復(fù)較慢。


另一失效原因是:空載或輕載情況下,出現(xiàn)Cdv/dt直通。在LLC諧振變換器中的一個潛在失效模式與由于體二極管反向恢復(fù)特性較差引起的直通電流相關(guān)。即使功率MOSFET的電壓和電流處于安全工作區(qū)域,反向恢復(fù)dv/dt和擊穿dv/dt也會在如啟動、過載和輸出短路的情況下發(fā)生。


LLC諧振半橋變換器

LLC諧振變換器與傳統(tǒng)諧振變換器相比有如下優(yōu)勢:

寬輸出調(diào)節(jié)范圍,窄開關(guān)頻率范圍

即使空載情況下,可以保證ZVS

利用所有的寄生元件,來獲得ZVS


LLC諧振變換器可以突破傳統(tǒng)諧振變換器的局限。正是由于這些原因,LLC諧振變換器被廣泛應(yīng)用在電源供電市場。LLC諧振半橋變換器拓?fù)淙鐖D1所示,其典型波形如圖2所示。


圖1中,諧振電路包括電容Cr和兩個與之串聯(lián)的電感Lr和Lm。作為電感之一,電感Lm表示變壓器的勵磁電感,并且與諧振電感Lr和諧振電容Cr共同形成一個諧振點。重載情況下,Lm會在反射負(fù)載RLOAD的作用下視為完全短路,輕載情況下依然保持與諧振電感Lr串聯(lián)。


因此,諧振頻率由負(fù)載情況決定。Lr和Cr決定諧振頻率fr1,Cr和兩個電感Lr、Lm決定第二諧振頻率fr2,隨著負(fù)載的增加,諧振頻率隨之增加。諧振頻率在由變壓器和諧振電容Cr決定的大值和小值之間變動,如公式1、2所示。


LLC諧振半橋變換器 MOSFET


LLC諧振變換器的失效模式

LLC諧振半橋變換器 MOSFET


啟動失效模式

LLC諧振半橋變換器 MOSFET

LLC諧振半橋變換器 MOSFET


圖3和圖4給出了啟動時功率MOSFET前五個開關(guān)波形。 在變換器啟動開始前,諧振電容和輸出電容剛好完全放電。與正常工作狀況相比,在啟動過程中,這些空電容會使低端開關(guān)Q2的體二極管深度導(dǎo)通。


因此流經(jīng)開關(guān) Q2體二極管的反向恢復(fù)電流非常高,致使當(dāng)高端開關(guān) Q1導(dǎo)通時足夠引起直通問題。啟動狀態(tài)下,在體二極管 反向恢復(fù)時,非常可能發(fā)生功率MOSFET的潛在失效。 圖5給出了LLC諧振半橋變換器啟動時的簡化波形。


圖6給出了可能出現(xiàn)潛在器件失效的工作模式。在t0~t1時 段,諧振電感電流Ir變?yōu)檎?。由于MOSFET Q1處于導(dǎo)通 狀態(tài),諧振電感電流流過MOSFET Q1 溝道。當(dāng)Ir開始上 升時,次級二極管D1導(dǎo)通。


因此,式3給出了諧振電感 電流Ir的上升斜率。因為啟動時vc(t)和vo(t)為零,所有的 輸入電壓都施加到諧振電感Lr的兩端。這使得諧振電流劇增。


LLC諧振半橋變換器 MOSFET


在t1~ t 2時段,MOSFET Q1門極驅(qū)動信號關(guān)斷,諧振電感 電流開始流經(jīng)MOSFET Q2的體二極管,為MOSFET Q2產(chǎn)生 ZVS條件。這種模式下應(yīng)該給MOSFET Q2施門極信號。


由于諧振電流的劇增,MOSFET Q2體二極管中的電流比正 常工作狀況下大很多。導(dǎo)致了MOSFET Q2的P-N結(jié)上存儲 更多電荷。


在t2~t3時段,MOSFET Q2施加門極信號,在t0~t1時段 劇增的諧振電流流經(jīng)MOSFET Q2溝道。由于二極管D1 依然導(dǎo)通,該時段內(nèi)諧振電感的電壓為:

LLC諧振半橋變換器 MOSFET


該電壓使得諧振電流ir(t)下降。然而,

LLC諧振半橋變換器 MOSFET


很小,并不足以在這個時間段 內(nèi)使電流反向。在t3時刻,MOSFET Q2電流依然從源 極流向漏極。另外,MOSFET Q2的體二極管不會恢復(fù),因為漏源極之間沒有反向電壓。


下式給出了諧振 電感電流Ir的上升斜率:

LLC諧振半橋變換器 MOSFET


在t3~t4時段,諧振電感電流經(jīng)MOSFET Q2體二極管續(xù) 流。盡管電流不大,但依然給MOSFET Q2的P-N結(jié)增加 儲存電荷。



聯(lián)系方式:鄒先生

聯(lián)系電話:0755-83888366-8022

手機:18123972950

QQ:2880195519

聯(lián)系地址:深圳市福田區(qū)車公廟天安數(shù)碼城天吉大廈CD座5C1


請搜微信公眾號:“KIA半導(dǎo)體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號

請“關(guān)注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術(shù)幫助

免責(zé)聲明:本網(wǎng)站部分文章或圖片來源其它出處,如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除。




巨野县| 芜湖县| 称多县| 通辽市| 曲阳县| 霍林郭勒市| 乌拉特中旗| 镇安县| 双桥区| 鲁山县| 鹿邑县| 德阳市| 舒兰市| 舞钢市| 靖江市| 开远市| 屏边| 北票市| 遂溪县| 当雄县| 波密县| 黄山市| 广安市| 图片| 普宁市| 萨迦县| 阳江市| 东光县| 井陉县| 乌鲁木齐市| 繁昌县| 乌鲁木齐市| 长丰县| 天峻县| 华容县| 惠州市| 文登市| 朝阳区| 龙山县| 通辽市| 紫金县|