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圖解零電壓開關電源(ZVS)的10個工作流程描述

零電壓開關電源(ZVS)是當前開關電源技術中比較先進,也比較成熟的技術,因為處于軟開關狀態(tài),可以做到更高的頻率及更高的效率,并且系統(tǒng)的可靠性更高跟穩(wěn)定。

基于ZVS技術的芯片目前也比較多,比較典型的有UC3875及UCC3879,劉勝利的“現(xiàn)代高頻開關電源實用技術”對ZVS的12個工作狀態(tài)描述的比較詳細,但因為描述的過于詳細,反而不好簡單理解,容易被書上牽著走,尤其是劉勝利書上涉及輸出二極管的續(xù)流特性,分成了12個狀態(tài),若不考慮這個,一般只有10個狀態(tài)。2年前接觸之后,表面上看懂了,但實際上還沒有真正理解,這次再一次仔細分析,把10個過程簡單的描述出來。

ZVS的核心是利用回路中的電感來實現(xiàn)對開關管輸出電容的能量吸收,所以可以理解為電路工作頻率略高于回路的諧振頻率。

 上圖是一個標準的ZVS輸出級電路,Ls是附加的電感,保證輸出回路的電感量足夠大,因為ZVS電路是靠電感來實現(xiàn)整個運轉的,T為輸出變壓器,Q1~Q4為四橋臂功率管,可以是MOS管,也可以是IGBT管,一般不采用晶體管。D1~D4是功率管的反向續(xù)流二極管,C1~C4是功率管的輸出兩端的等效電容及附加電容。

加在Q1~Q4柵極上的電壓波形如圖:

本人把這個過程用一張圖來描述電流變化:

 

通過這張表,就一目了然了,理解的更加深刻。運轉的核心是依靠電感

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2011-06-08 23:50

搶了個沙發(fā),把帖置頂,期待樓主繼續(xù)……

我用電源幣換的《現(xiàn)代高頻開關電源實用技術》今天寄出了

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LV.1
3
2011-06-09 11:27

呵呵。。

樓主很用心喲。。

這個圖很直觀。。

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fsxqw
LV.9
4
2011-06-11 19:37
@
呵呵。。樓主很用心喲。。這個圖很直觀。。[圖片]
高人?。。?!
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2011-06-11 23:37
期待樓主繼續(xù)……
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2011-06-12 11:10
@javike
期待樓主繼續(xù)……
按作者的圖,t1-t2時刻為什么是Q1和Q4續(xù)流(圖上的斜線),吸收左臂電容能量,按本人的理解,是Q3開通前,Q3并聯(lián)電容放電,電荷被抽走,實現(xiàn)Q3的零電壓導通。
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wangsw317
LV.2
7
2011-06-12 12:50
@wangyang8695
按作者的圖,t1-t2時刻為什么是Q1和Q4續(xù)流(圖上的斜線),吸收左臂電容能量,按本人的理解,是Q3開通前,Q3并聯(lián)電容放電,電荷被抽走,實現(xiàn)Q3的零電壓導通。

回樓上,你的理解沒錯。

我是這樣想的,在t1~t2時刻,Q1關閉,但這個關閉,不是馬上關閉的,所以Q1,Q4的續(xù)流還在。

這個大家的想法是不矛盾的,只是表現(xiàn)的不同。

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2011-06-12 14:12
@wangsw317
回樓上,你的理解沒錯。我是這樣想的,在t1~t2時刻,Q1關閉,但這個關閉,不是馬上關閉的,所以Q1,Q4的續(xù)流還在。這個大家的想法是不矛盾的,只是表現(xiàn)的不同。

樓主!你好!

我還有一個問題,t3-t4時刻,個人感覺是電流從Q3的體二極管經(jīng)電感經(jīng)Q2的電容的負極向主回路充電,使Q2的電容上的電壓降釋放,使Q2零電壓開通。t4-t5時刻,經(jīng)過Q2的體二極管,繼續(xù)向主回路釋放電感上的儲能。不知理解對否,懇請確認,謝謝!

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2011-06-12 19:48

樓主講得很好,我這兩天也正在研究全橋移相電路,希望樓主能夠再分析得深入些,造福我等菜鳥,呵呵。

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zzzz2002
LV.2
10
2011-06-13 14:25
說的很好,學習了?。?/div>
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柳揚
LV.3
11
2011-06-13 23:29
體二極管啥時候導通?
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jafck
LV.4
12
2011-06-14 11:58
@
呵呵。。樓主很用心喲。。這個圖很直觀。。[圖片]
圖是很直觀,但是能說的更清楚就好了,如某個時段,誰沖電誰放電等。我的疑問是,這個軟開關,如何定參數(shù),如對應的開關頻率,每個功率管的開關起始點關閉點;貌似這種ZVS軟開關,只爭對具備ZVS功能的UC3875 UC3879等芯片吧。
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wangsw317
LV.2
13
2011-06-14 14:18
@wangyang8695
樓主!你好!我還有一個問題,t3-t4時刻,個人感覺是電流從Q3的體二極管經(jīng)電感經(jīng)Q2的電容的負極向主回路充電,使Q2的電容上的電壓降釋放,使Q2零電壓開通。t4-t5時刻,經(jīng)過Q2的體二極管,繼續(xù)向主回路釋放電感上的儲能。不知理解對否,懇請確認,謝謝!

理解基本上正確,但是,t3~t4時間,Q3是導通的,電流也可以從Q3流,而不僅僅從二極管續(xù)流的。

 

對于MOS管來說,D->S,也可以S-> D的,至于IGBT管,行不行就不知道了,這個還需要確認。

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wangsw317
LV.2
14
2011-06-14 14:19
@edifierwjq
樓主講得很好,我這兩天也正在研究全橋移相電路,希望樓主能夠再分析得深入些,造福我等菜鳥,呵呵。
這個請結合  劉勝利的書來看細節(jié),我這個只能是示意,詳細的,他的書上寫的很多了。
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wangsw317
LV.2
15
2011-06-14 14:21
@柳揚
體二極管啥時候導通?
這個很多地方都有導通
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jafck
LV.4
16
2011-06-15 14:05
@wangsw317
這個請結合 劉勝利的書來看細節(jié),我這個只能是示意,詳細的,他的書上寫的很多了。
老劉寫了那么多書,不知道是那一本?
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2011-06-15 14:41
@jafck
老劉寫了那么多書,不知道是那一本?

《現(xiàn)代高頻開關電源實用技術》

圖書館借了看了,里面對大功率的確實寫得不錯!

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wxd9199
LV.3
18
2011-07-01 15:14
大神 你好。
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wangsw317
LV.2
19
2011-07-03 22:54
@wxd9199
大神你好。
感謝支持
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2011-07-04 08:04
@wangyang8695
《現(xiàn)代高頻開關電源實用技術》圖書館借了看了,里面對大功率的確實寫得不錯!
嗯,我用電源幣換了一本,的確很不錯
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550800161
LV.1
21
2011-07-14 20:19

學習中,向前輩看齊

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nwypower
LV.2
22
2013-04-22 08:20
好貼,頂一下
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2013-04-24 10:55
@wangyang8695
《現(xiàn)代高頻開關電源實用技術》圖書館借了看了,里面對大功率的確實寫得不錯!
這個要學習一下。。。。
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