Fórum témák

» Több friss téma
Cikkek » Stabilizált kimenetű rezonáns tápegység
Stabilizált kimenetű rezonáns tápegység
Szerző: lorylaci, idő: Dec 27, 2011, Olvasva: 48222, Oldal olvasási idő: kb. 2 perc
Lapozás: OK   8 / 10

Többekben bizonyára felmerül a kérdés, hogy miért is akarunk mi ZVS konvertert, meg ZVS kapcsolást és miért nem ZCS kapcsolást. Itt most röviden ezeket elemzem. A ZVS mód jelentése Zero Voltage Switching, vagyis nulla feszültség alatti kapcsolás. A ZCS mód jelentése Zero Current Switching, vagyis nulla áram alatti kapcsolás.

A fenti ábra mutatja a kapcsolást ZVS módban, kis terhelések esetén (ekkor a magasabb rezonanciafrekvenciánál gyorsabban kapcsolunk). A felső sor mutatja a Gate jeleket (HO és LO). Az alatta lévő sor van a félhíd kimenete (VS). Nézzük meg azt, amikor az alsó FET-et éppen bekapcsoljuk (zöld LO 0-ról 1-re vált). Láthatjuk, hogy ekkor a VS alacsony, tehát az alsó FET-en nincsen feszültség. Hasonlóan, ha a felső FET-et bekapcsoljuk, akkor előtte már a VS magas értéken van, tehát a felső FET-en nincsen feszültség. Hasonlóan érvényes ez a kikapcsolásokra is, mivel a VS ugrása akkor történik, amikor mindkét FET ki van kapcsolva (vagyis a holtidőben). Ha egy FET-et úgy kapcsolunk be vagy ki, hogy nincsen rajta feszültség, akkor nincsen bekapcsolási kapcsolási veszteség.

FET-ek olyanok mint mi: nem szeretnek feszültség alatt dolgozni, akkor káromkodnak és veszteséget termelnek

Jól látható hogy ekkor a kimeneti áram kicsi torzult szinusz, de folyamatos (CCM).

A fenti ábra mutatja azt, amikor ZVS kapcsolás van, de a terhelés nagy (így a magasabb rezonanciafrekvencia alatt vagyunk). A FET-ek kapcsolásáról hasonlóan elmondhatuk ugyanzt, mint az előbb: a FET-ek be- és kikapcsolása alatt nincs rajtuk feszültség.

Itt a kimeneti áram szép szinuszos, de nem folyamatos (DCM).

Ha a frekvenciával lemegyünk, akkor kapjuk a ZCS módot. Nézzük meg mi történik, amikor a felső FET-et akarjuk bekapcsolni (felső rész HO válto 0-ról 1-re). Amikor HO-t bekapcsoljuk, akkor VS még lenn van, tehát a felső FET-en a teljes feszültség van. A feszültség ekkor hirtelen, nagyon gyorsan kezd csökkeni. A FET-ek bekapcsolásánál először ez a parazita kapacitásban tárolt töltés sül ki, ami a belső induktivitásokkal párosítva berezgéseket kelt és nagy veszteségeket okoz. Hasonló történik az alsó FET bekapcsolásánál is.

Kemény kapcsolóüzemhez képest a ZCS mód a kikapcsolásban nyújt kevesebb veszteséget, így elsősorban IGBT-k esetén alkalmazzák, amelyeknek a kikapcsolási veszteségeik sokszorosa a bekapcsolási veszteségeknek. Az IGBT-k parazita kapacitásai ezzel szemben kicsik, és az alacsony kapcsolófrekvencia miatt a bekapcsolási veszteségek nem olyan nagyok, hogy a kisebb vezetési veszteségek ne hoznák be.

Azonban még egy további óriási előnye van a ZVS módnak:

A fenti ábrából a rózsaszín vonal ismerős lehet sokaknak a FET-ek adatlapjából. Ha FET-et feszültség alatt kapcsoljuk be, akkor a Gate és Drain között lévő Miller töltést is be kell fektetünk, kikapcsolásnál ugyanezt le kell töltenünk. Amikor nincs a FET-en feszültség, akkor a Drain és a Source rövidre van zárva, így ez a Miller-töltés nem játszik szerepet. Ekkor érvényes lesz a kék vonal, vagyis sokkal kisebb meghajtással leszünk képesek a FET-et kapcsolni.


A cikk még nem ért véget, lapozz!
Következő: »»   8 / 10
Értékeléshez bejelentkezés szükséges!
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
XDT.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem