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半橋LLC電路中功率管驅動的尖峰

CHANBAEK ? 來源:頭條號艾伊電源 ? 作者:頭條號艾伊電源 ? 2023-03-23 09:39 ? 次閱讀

如圖19所示,當上管關斷后,在上管的驅動Vg1上出現一個電壓尖峰,當死區時間減少,下管ZVS開通不完全時,這個電壓尖峰會更大,從圖20可以看出這個尖峰出現的時刻和Vds1下降的時間是吻合的。

pYYBAGQbreGAbRdXAAFNUqsx7Mc529.jpg

圖19 上管關斷時Vg1的電壓尖峰

poYBAGQbreKAOlkzAAEJZnpRB44740.jpg

圖20 上管關斷時Vg1和Vds1波形

我們將模塊上下管用其結構示意圖來表示,功率管的D,S極都存在引線電感,而且還有PCB板引入的到S腳的引線電感,我們測試時,測試到的是G1和S1間的電壓差Vgs1。

當上管關斷時,HO為低電平(驅動電路見圖1),Cgs1通過Q305組成的電路放電(等效電阻ZG1S),放到門限電壓時,MOSFET關斷,此時上下管開始換流,電流 i1減少,i2增加,電感的電流方向如圖所示,電容Cds1開始充電,Vds1上升;Cgd1,Cgs1,以及G1到S的驅動阻抗ZG1S,L2,L3組成的電路也開始對Cgd1,充電,所以Cgs1電壓開始上升, 測試到的電壓

pYYBAGQbreSAZ1iRAAAV9zXNUAU949.jpg

(引線電感的電壓上正下負為正方向),

如果由于死區時間的減少,造成下管不能完全的ZVS開通,在下管開通的瞬間,就會有一個較大的沖擊電流流過Q1和Q2的極間電容和引線電感,在Cgs1行成一個更高的密勒平臺,同時在引線電感L2,L3上造成一個上正下負的電壓降,這個電壓降疊加在密勒平臺上,使驅動VG1S1的電壓尖峰更高。

同時:也可以看到,

pYYBAGQbreWAF8ySAAAWBHrmbDI321.jpg

,如果驅動阻抗越大,VG1S就越大,測試到的電壓尖峰也就越大,引線電感L3越大,測試到的電壓尖峰也會越大。而功率管是否會導通取決于Cgs1

的電壓和持續的時間:

poYBAGQbreaAVAmyAAAhGlAZNQg862.jpg

從上面的公式可以看出,如果能讓上管關斷時

pYYBAGQbreeASUUBAAAZwZHET6k166.jpg

盡可能的減少,就可以降低功率管導通的風險,同時盡量減少功率管G,D之間的耦合電容也可以減少Cgs1上的電壓。

poYBAGQbreiAEpvRAACvij7N5dk810.jpg

圖21 半橋電路上下管結構示意圖

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