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图解零电压开关电源(ZVS)的10个工作流程描述

零电压开关电源(ZVS)是当前开关电源技术中比较先进,也比较成熟的技术,因为处于软开关状态,可以做到更高的频率及更高的效率,并且系统的可靠性更高跟稳定。

基于ZVS技术的芯片目前也比较多,比较典型的有UC3875及UCC3879,刘胜利的“现代高频开关电源实用技术”对ZVS的12个工作状态描述的比较详细,但因为描述的过于详细,反而不好简单理解,容易被书上牵着走,尤其是刘胜利书上涉及输出二极管的续流特性,分成了12个状态,若不考虑这个,一般只有10个状态。2年前接触之后,表面上看懂了,但实际上还没有真正理解,这次再一次仔细分析,把10个过程简单的描述出来。

ZVS的核心是利用回路中的电感来实现对开关管输出电容的能量吸收,所以可以理解为电路工作频率略高于回路的谐振频率。

 上图是一个标准的ZVS输出级电路,Ls是附加的电感,保证输出回路的电感量足够大,因为ZVS电路是靠电感来实现整个运转的,T为输出变压器,Q1~Q4为四桥臂功率管,可以是MOS管,也可以是IGBT管,一般不采用晶体管。D1~D4是功率管的反向续流二极管,C1~C4是功率管的输出两端的等效电容及附加电容。

加在Q1~Q4栅极上的电压波形如图:

本人把这个过程用一张图来描述电流变化:

 

通过这张表,就一目了然了,理解的更加深刻。运转的核心是依靠电感

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2011-06-08 23:50

抢了个沙发,把帖置顶,期待楼主继续……

我用电源币换的《现代高频开关电源实用技术》今天寄出了

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

呵呵。。

楼主很用心哟。。

这个图很直观。。

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fsxqw
LV.9
4
2011-06-11 19:37
@
呵呵。。楼主很用心哟。。这个图很直观。。[图片]
高人啊!!!
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2011-06-11 23:37
期待楼主继续……
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2011-06-12 11:10
@javike
期待楼主继续……
按作者的图,t1-t2时刻为什么是Q1和Q4续流(图上的斜线),吸收左臂电容能量,按本人的理解,是Q3开通前,Q3并联电容放电,电荷被抽走,实现Q3的零电压导通。
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wangsw317
LV.2
7
2011-06-12 12:50
@wangyang8695
按作者的图,t1-t2时刻为什么是Q1和Q4续流(图上的斜线),吸收左臂电容能量,按本人的理解,是Q3开通前,Q3并联电容放电,电荷被抽走,实现Q3的零电压导通。

回楼上,你的理解没错。

我是这样想的,在t1~t2时刻,Q1关闭,但这个关闭,不是马上关闭的,所以Q1,Q4的续流还在。

这个大家的想法是不矛盾的,只是表现的不同。

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2011-06-12 14:12
@wangsw317
回楼上,你的理解没错。我是这样想的,在t1~t2时刻,Q1关闭,但这个关闭,不是马上关闭的,所以Q1,Q4的续流还在。这个大家的想法是不矛盾的,只是表现的不同。

楼主!你好!

我还有一个问题,t3-t4时刻,个人感觉是电流从Q3的体二极管经电感经Q2的电容的负极向主回路充电,使Q2的电容上的电压降释放,使Q2零电压开通。t4-t5时刻,经过Q2的体二极管,继续向主回路释放电感上的储能。不知理解对否,恳请确认,谢谢!

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2011-06-12 19:48

楼主讲得很好,我这两天也正在研究全桥移相电路,希望楼主能够再分析得深入些,造福我等菜鸟,呵呵。

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zzzz2002
LV.2
10
2011-06-13 14:25
说的很好,学习了!!
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柳扬
LV.3
11
2011-06-13 23:29
体二极管啥时候导通?
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jafck
LV.4
12
2011-06-14 11:58
@
呵呵。。楼主很用心哟。。这个图很直观。。[图片]
图是很直观,但是能说的更清楚就好了,如某个时段,谁冲电谁放电等。我的疑问是,这个软开关,如何定参数,如对应的开关频率,每个功率管的开关起始点关闭点;貌似这种ZVS软开关,只争对具备ZVS功能的UC3875 UC3879等芯片吧。
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wangsw317
LV.2
13
2011-06-14 14:18
@wangyang8695
楼主!你好!我还有一个问题,t3-t4时刻,个人感觉是电流从Q3的体二极管经电感经Q2的电容的负极向主回路充电,使Q2的电容上的电压降释放,使Q2零电压开通。t4-t5时刻,经过Q2的体二极管,继续向主回路释放电感上的储能。不知理解对否,恳请确认,谢谢!

理解基本上正确,但是,t3~t4时间,Q3是导通的,电流也可以从Q3流,而不仅仅从二极管续流的。

 

对于MOS管来说,D->S,也可以S-> D的,至于IGBT管,行不行就不知道了,这个还需要确认。

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wangsw317
LV.2
14
2011-06-14 14:19
@edifierwjq
楼主讲得很好,我这两天也正在研究全桥移相电路,希望楼主能够再分析得深入些,造福我等菜鸟,呵呵。
这个请结合  刘胜利的书来看细节,我这个只能是示意,详细的,他的书上写的很多了。
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wangsw317
LV.2
15
2011-06-14 14:21
@柳扬
体二极管啥时候导通?
这个很多地方都有导通
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jafck
LV.4
16
2011-06-15 14:05
@wangsw317
这个请结合 刘胜利的书来看细节,我这个只能是示意,详细的,他的书上写的很多了。
老刘写了那么多书,不知道是那一本?
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2011-06-15 14:41
@jafck
老刘写了那么多书,不知道是那一本?

《现代高频开关电源实用技术》

图书馆借了看了,里面对大功率的确实写得不错!

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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。
感谢支持
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2011-07-04 08:04
@wangyang8695
《现代高频开关电源实用技术》图书馆借了看了,里面对大功率的确实写得不错!
嗯,我用电源币换了一本,的确很不错
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550800161
LV.1
21
2011-07-14 20:19

学习中,向前辈看齐

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nwypower
LV.2
22
2013-04-22 08:20
好贴,顶一下
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2013-04-24 10:55
@wangyang8695
《现代高频开关电源实用技术》图书馆借了看了,里面对大功率的确实写得不错!
这个要学习一下。。。。
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