电池供电的逆变器,为了减少回路中串联的功率管数量,多采用推挽电路,其中的MOSFET多工作在硬开关状态,硬开关状态有以下弊端:
1,功率管开关损耗大,如图1所示.MOSFET关断时,D极电压上升,沟道电流下降,存在着VI同时不为零的时间,由此带来了开关损耗,并且这个损耗随着工作频率的提高而加大,限制了更高频率的采用.
2,为了避免两管同时导通,设置了较大的死区时间,也因此而带来了占空比的损失,其产生的后果是,功率管利用率降低,需要更大电流的功率管,电源脉动电流增大,引起滤波电解过热.曾见过有厂家用CD4047做驱动,没有死区时间,电解是不怎么热了,但功率管更热.
3,密勒效应.在MOSFET关断时,D极电压快速上升,DV/DT很大,D极电压通过反馈电容向输入电容充电,有可能引起MOSFET再次开通,这在PCB和变压器设计不合理的逆变器中更加严重.
4,EMI问题.
所有以上这些问题,降低了电源的效率,较大的电压和电流应力降低了可靠性,由于工作频率难以提高,功耗大也降低了功率密度,使得产品的体积重量加大.采用软开关技术,可以基本消除以上不利因互素的影响.
实现软开关的方法,常见的有谐振法和移相法.现代电子技术日新月异,多种新技术大量采用,较高档的电源采用DSP芯片随时跟踪MOSFET的工作状态,调整驱动参数,确保其工作在软开关状态.
在很多逆变器中,前级DC-DC部分不需要调压,调压的任务交给后级SPWM部分,更有一些电源,根本不需要对电压进行调整.这些电源或逆变器前级DC-DC工作在开环状态,这为我们用简易方法实现软开关创造了条件.下面将分以常用PWM芯片SG3525A和TL494和大家探讨开环状态下简易软开关的实现方法.
