详解推挽变更器漏感电压尖峰-KIA MOS管

推挽，在国际逆变行业无处不它的身影，最多的仍是车载逆变器。由于其电路简略，功率管数目少，占用PCB空间也少。但其推挽所选功率管须要2倍输入电压特征，在高压大电流点路中再适合不过，同样成为逆变电源工程师设想之首选。

恰是由于看似简略的一个拓扑，确让良多设想师望而生畏，由于推挽有一个最头疼的题目，电压尖峰。

凡是推挽拓扑中功率管选用都是MOSFET，而MOSFET生效最多缘由常常不是电流而是电压，这恰是由于推挽变更器漏感而至。这就迫使设想师不得不降落变压器漏感，选用更高耐压功率管，乃至插手各类接收电路来知足设想请求，可是却发明都不能从底子上处置题目。

上面研讨一下电压尖峰的发生机制

高频变器设想时，总会或多或少存在必然漏感，当此中一只功率管VT1导通时，变压器要向副边通报能量，就会有电流流过变压器绕组Lp1，而变压器漏感能够或许看做一个自力电感Lm1串连在电路中，在电流流过Lp1时贮存能量，并在功率管关断后开释能量，若是Lm1贮存的能量在死区时候内不完整开释，在别的一只功率管VT2导通时，这就构成了很高电压尖峰。

大师都晓得MOSFET建造工艺时体内有3个电容，输入电容GS,输入电容DS，和反向传输电容DG。这个输入电容Coss对尖峰有必然接收感化，若是漏感能量充足小，能够或许获得有用的接收。若是漏感能量很大，就会在Coss上构成很高电压，破坏MOSFET管。

要想节制推挽拓扑任务在2倍摆布输入电压，就要让功率管靠近关断时，电流降落靠近为0，能力避免尖峰电压的发生，这里就须要用到软开关电路。

可是要做到软开关前提是很刻薄的，普通须要占空比和死区时候恒定时能力到达。那末只要占空比最大时，经由进程设置好公道的死区时候，能够或许到达软开关前提。

以是这里就有2大困难须要咱们处置：

1：闭环任务时的电压尖峰。（占空比不到达最大时）

2：开环任务时的电压尖峰。（最大占空比时）

既然咱们能够或许用软开关处置开环任务时MOSFET的电压尖峰，那末咱们能够或许让机械在开机和空载时处于闭环状况，削减待机功耗。带载后任务在开环。由于空载时高频变压器向副边通报的能量只要待机消耗，变压器漏感贮存的能量并不大，漏感尖峰在很小规模，如许便能够或许保障MOSFET任务在宁静规模。

接上去起首要处置的是软开关。咱们先来看看软开关电路布局。

这是一个很经常使用的谐振电路，Lr为副边谐振电感，Cr为副边谐振电容，经由进程调理Lr和Cr来调理输入阻抗，使谐振频次即是任务频次，也便是使变更器任务在容性和理性的临界地区，此时副边的任务电流呈正弦。（调理Lr和Cr能够或许节制副边电流的回升弧度完整正弦，Cr能够或许起到隔直感化，避免变压器偏磁。）

上面这张波形为变更器任务在满载开环下的波形图。

黄色为副边Lr的电流波形，蓝色为推挽此中一只功率管的VDS电压波形

上图黄色为开关管驱动波形，蓝色为VDS电压波形

不丢脸出，低级边功率管任务在0电压开关情势下，副边整流二极管任务在0电流开关情势下，由于高频变压器初度级耦合存在漏感，副边整流二极管在电流为0时，低级任然有必然电流流过，固然这个电流很小，如许在功率管关断后，变压器漏感贮存的能量能够或许加快功率管的Coss电容呈线性充电，同时也给别的一只功率管缔造了0电压导通前提。调理适合死区时候来知足漏感能量给Coss充电进程。便能够或许够完成功率管任务电压在2倍输入电压下。

闭环任务时有2种情势：

1：开机软启动时。

2：空载或负载很轻时。

上面来看一张开机MOSFET的电压波形

这是输入24V电压下功率MOSFET的电压尖峰，若是选用100VMOSFET，也是是相称风险。

下图为处置后的开机电压尖峰波形，根基上已节制在2倍输入电压下。

接上去顺次讲授处置开机电压尖峰的处置方法。

米勒效应在MOS驱动中污名昭著，他是由MOS管的米勒电容激发的米勒效应，在MOS管开经由进程程中，GS电压回升到某一电压值后GS电压有一段不变值，事后GS电压又起头回升直至完整导通。

为甚么会有不变值这段呢？由于，在MOS守旧前，D极电压大于G极电压，MOS寄生电容Cgd贮存的电量须要在其导通时注入G极的电荷与此中和，因MOS完整导通后G极电压大于D极电压。米勒效应会严峻增添MOS的守旧消耗。

以是就呈现了所谓的图腾驱动！挑选MOS时，Cgd越小守旧消耗就越小。米勒效应不能够完整消逝。

MOS上的电压尖峰，这个尖峰电压是否是即是输入电压+反射电压+漏感电压

1.开关消耗大。守旧时，开关器件的电流回升和电压降落同时停止；关断时，电压回升和电流降落同时停止。电压、电流波形的交叠发生了开关消耗，该消耗随开关频次的进步而缓慢增添。

2.理性关断电尖峰大。当器件关断时，电路的理性元件感到出尖峰电压，开关频次愈高，关断愈快，该感到电压愈高。此电压加在开关器件两头，易构成器件击穿。

3.容性守旧电流尖峰大。当开关器件在很高的电压下守旧时，贮存在开关器件结电容中的能量将以电流情势全数耗散在该器件内。频次愈高，守旧电流尖峰愈大，从而引发器件过热破坏。别的，二极管由导通变为停止时存在反向规复期，开关管在此时代内的守旧举措，易发生很大的打击电流。频次愈高，该打击电流愈大，对器件的宁静运转构成风险。

4.电磁搅扰严峻。跟着频次进步，电路中的di/dt和dv/dt增大，从而致使电磁搅扰（EMI）增大，影响整流器和四周电子装备的任务。

软开关是在硬开关电路的根本上，插手电感、电容等谐振器件，在开关转换进程中引入谐振进程，开关在其两头的电压为零时导通;或使流过开关器件的电流为零时关断，使开关前提得以改良，降落硬开关的开关消耗和开关噪声，从而进步了电路的效力

QR， 有人叫“类共振”，也叫做“准谐振”。

根基架构仍是Flyback，只不过是操纵变压器漏感构成近似共振的结果。有共振固然电压波形就会有呈现弦波，再操纵弦波的波谷段将MOSFET导通，此时在MOSFET D-S 两头的VDS最小，以此到达削减切换丧失告竣高效力的请求。MOSFET导通时VDS最小，便是导通时的dv/dt最小，EMI特征会大大优化。

接洽体例：邹师长教师

接洽德律风：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

接洽地点：深圳市福田区金田路3037号金中环国际商务大厦2109

请搜微信公家号:“KIA半导体”或扫一扫下图“存眷”官方微信公家号

请“存眷”官方微信公家号:供给  MOS管  手艺赞助

免责申明：本网站局部文章或图片来历别的来由，若有侵权，请接洽删除。