ZHCU677E June 2019 – April 2024 TMS320F28P550SJ , TMS320F28P559SJ-Q1
在支路中的一个 MOSFET 关断与另一个 MOSFET 导通之间,存在死区时间。在此死区时间内,存储在电感器中的能量会使 MOSFET 的输出电容放电,并在导通之前使其电压接近零。MOSFET 在导通时,其两端电压接近零的这一现象称为零电压开关 (ZVS)。这是该拓扑的一项主要优势,由于其中一个电桥中存在自然的滞后电流,电感存储的能量会导致滞后电桥的所有开关和超前电桥的部分开关出现零电压开关现象。这取决于存储的电感能量 (EL = 0.5LI2),用于对 MOSFET 的输出电容进行充电和放电 (EC = 0.5CV2),这也取决于转换器的负载和输入输出电压比。有关 ZVS 边界的更详细说明,请参阅节 2.3.4.2。这里用从间隔一到间隔二的转换来解释 ZVS 的原理。可以对所有导通事件进行类似的分析。
从间隔一切换到间隔二时,初级侧开关 Q1 和 Q5 继续保持导通,而次级侧开关 Q6 和 Q7 关断,且开关 Q5 和 Q8 导通。最初,当 Q6 和 Q7 导通时,其上的电压为零,而 Q5 和 Q8 阻止了整个次级电压。在死区时间期间,当次级侧的所有开关都关断时,电感器存储的能量使电流循环,从而将 MOSFET Q5 和 Q8 上的电容器放电至零,并将 MOSFET Q6 和 Q7 上的电容器充电至完整的次级电压。电流换向如图 2-11 所示。
一旦电容器充电和放电,电流必须继续流动。电流将流过二极管 D5 和 D8,从而将 MOSFET Q5 和 Q8 上的电压钳位至零,如图 2-12 所示。在下个间隔期间,MOSFET Q5 和 Q8 在零电压条件下导通,从而完全减少导通损耗。靠近二极管的箭头表示二极管导通,而 MOSFET 关断。
同样,从间隔 2 切换到间隔 3 期间,初级侧的开关上会出现零电压开关现象,下一节中将对此进行说明。从间隔二切换到间隔三时,次级侧开关 Q5 和 Q8 继续保持导通,而初级侧 Q1 和 Q4 关断,而 Q2 和 Q3 导通。最初,当 Q1 和 Q4 导通时,其上的电压为零,而 Q2 和 Q3 阻止了整个次级电压。在死区时间期间,当初级侧的所有开关都关断时,电感器存储的能量使电流循环,从而将 MOSFET Q2 和 Q3 上的电容器放电至零,并将 MOSFET Q1 和 Q4 上的电容器充电至完整的初级电压。电流换向如图 2-13 所示。
一旦电容器充电和放电,电流必须继续流动。电流将流过二极管 D2 和 D3,从而将 MOSFET Q2 和 Q3 上的电压钳位至零,如图 2-14 所示。在下个间隔期间,MOSFET Q2 和 Q3 在零电压条件下导通,从而完全减少导通损耗。靠近二极管的箭头表示二极管导通,而 MOSFET 关断。