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千萬小心!工程師不得不防范的DC/DC變換器開關(guān)頻率

發(fā)布時間:2015-08-24 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】有一種狀態(tài)是需要工程師嚴(yán)加防范并盡量避免出現(xiàn)的,那就是開關(guān)頻率fs=fm的運(yùn)行狀態(tài)。那么,這種運(yùn)行狀態(tài)一旦出現(xiàn)將會導(dǎo)致什么情況?會對電路系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響呢?一起來看看專家是怎么說的吧。
 
作為目前我國應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用量最大的DC-DC變換器之一,LLC半橋諧振型的轉(zhuǎn)換器在實(shí)際工作中,通常具有三種工作狀態(tài)。而這三種工作狀態(tài)中,唯獨(dú)有一種是需要工程師嚴(yán)加防范并盡量避免出現(xiàn)的,那就是開關(guān)頻率fs=fm的運(yùn)行狀態(tài)。那么,這種運(yùn)行狀態(tài)一旦出現(xiàn)將會導(dǎo)致什么情況?會對電路系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響呢?一起來看看專家是怎么說的吧。
 
在半橋諧振LLC轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行過程中,當(dāng)開關(guān)頻率fs接近fm時,則變換器將會進(jìn)入容性區(qū),此時諧振回路的阻抗呈容性,電壓滯后于電流。雖然在容性區(qū)內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷(ZCS),但是MOSFET關(guān)斷損耗本來就不大,所以ZCS不僅對MOSFET減小開關(guān)損耗沒有多少幫助,還會失去ZVS,除此之外甚至?xí)?dǎo)致各種問題,如上下半橋MOS管Q1、Q2發(fā)生硬開關(guān),在這種情況下,硬開關(guān)會產(chǎn)生高的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷時產(chǎn)生高的容性損耗。而Q1、Q2的體二極管會產(chǎn)生反向恢復(fù)的問題也是因為ZCS而導(dǎo)致的。除此之外,由于在導(dǎo)通時會有大的電流尖峰,這將會產(chǎn)生額外的損耗,MOSFET極易發(fā)生爆炸或燒壞,對系統(tǒng)的整體安全性有較大影響。此時實(shí)現(xiàn)的ZCS還會額外產(chǎn)生高的電磁干擾EMI。另外,這種情況下還會造成反饋電路由負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答?,?dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定,在半橋中點(diǎn)N處產(chǎn)生大的負(fù)電壓尖峰,會導(dǎo)致控制電路失效。
 
通過上述介紹,相信各位工程師對于半橋LLC諧振DC-DC變換器fs=fm的運(yùn)行狀態(tài)也有了一定的了解,由于這種運(yùn)行狀態(tài)容易導(dǎo)致硬開關(guān)關(guān)斷以及大電流尖峰等問題,對系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性有很大影響,因此在平時工作中工程師需要嚴(yán)加防范該種狀態(tài)的產(chǎn)生。
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