VICOR的 PI33XX 和PI34XX电源。采用的是 ZVS-BUCK电路,效率能达到98%,体积非常小 10*14*2.56mm,输出功率能到达120W.
传统的ZVS -BUCK
当Q2关断,Q1导通时。Q2体二极管反向恢复,产生很大电流,Q2上电压上升,使得Q2关断损耗很大。硬开关切换与体二极管反向恢复过程给Q1也带来极高的导通损耗。因为很大的开关损耗,使得传统的BUCK电路,在效率,工作频率,体积EMI,动态响应都很差,很大程度上制约了电压的可靠性与寿命。
VICOR的ZVS-BUCK电路,就是在BUCK电感上加了一个钳位开关,使得电感能提供MOS管ZVS的能量。
1.当Q1导通,Q2关断,电感上电压为Vin-Vout,电感电流从零开始线性上升。(Vin-Vout)*T1=L*I
2.当Q1关断,电感电流不能突变,Q2结电容放电,Q1结电容充电,直到Q2体二极管导通,打开Q2,Q2零电压导通,电感放电,电感上电压为-Vout,电感电流线性下降。Vout*T2=L*I
3.当电感放完电,电感开始反向充电,电感中出现反向小电流时,关断Q2,打开钳位开关,电感被钳位开关短路,VS的电压被输出电压钳位在Vout,电感的寄生参数无法影响到VS的电压,不会产生震荡。di/dt=0,所以电感中电流恒定不变。
4.关断钳位开关,电感中电流给Q2结电容充电,Q1结电容放电,为下一周期Q1零电压导通创造条件
连续工作模式BUCK.可以从 第一个图上看到:
1.在Q2关断,和Q1导通的时候,Q2的体二极管需要反向恢复,结电容充电,这部分能量需要通过Vin提供。在短时间内可以认为是Q1,与Q2共通。这个反向恢复电流很大,增加了Q1,Q2的导通损耗。
2.由于电感,MOS的寄生参数的存在,使得Q2上出现了很高的电压震荡尖峰,这个高的尖峰电压与大的反向恢复电流引起了短时内大的开关损耗。
针对以上两点VICOR做出了改进:
1.Q2的反向恢复能量由BUCK电感提供,在Q2反向恢复时,Q1关断。避免了共通引起的高导通损耗。
2.通过钳位开关,短路BUCK电感,使得电感变为恒流源,电感电压为零,Q2上不会出现电压震荡尖峰,寄生能量给MOS管的结电容充电返还Vin,而不是像连续硬开关BUCK那样损耗在开关管上了。
如果没有这个钳位开关管,若保证电感电流在开关周期开始时的值为负,这样也能实现ZVS。请问您PI33系列产品与该方法比较有什么优点。
望答复。谢谢