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zvs电路原理

zvs电路原理

ZVS(Zero Voltage Switch)电路是一种开关电源技术,它允许功率开关管在导通和关断时两端电压接近于零,从而减少功率损耗,提高效率。下面是ZVS电路的基本原理:

1. 上电瞬间 :

电源电压通过限流电阻加在功率开关管的栅极上。

由于元件参数的离散性(如MOS管的GS钳位电压、跨导参数的离散性、变压器绕制的不对称性等),导致两个开关管中有一个先导通。

2. 能量储存与转移 :

先导通的开关管(如Q1)通过其内部寄生二极管续流,将漏极(DS)电压箝位到接近零。

同时,另一个开关管(如Q2)的栅极电压被拉低,使其处于关断状态。

3. 谐振过程 :

先导通的开关管(Q1)的漏极和源极之间形成谐振回路,通常包括电感和电容。

漏极和源极之间的电容(如Q1的漏电容COSS)储存能量,电感(如变压器初级绕组)提供必要的磁通。

4. 零电压开通 :

当谐振回路的能量足够大,使得漏极和源极之间的电压下降到零附近时,另一个开关管(Q2)的栅极电压通过互感耦合或直接感应得到足够的电压来开通。

5. 开关管状态切换 :

当Q2开通时,Q1关断,此时变压器的初级电感继续通过Q2的漏极和源极构成回路,完成正弦波电流的负半周。

随着时间推移,变压器的初级电感和漏电容继续构成并联谐振回路,电流会重复正弦波的正半周,形成连续的正弦波电流振荡状态。

6. 输出电压形成 :

在变压器的次级上感应出高压高频正弦波电压,作为输出电压。

ZVS技术通过精确控制开关管开通和关断的时刻,使得功率开关管在接近零电压时开通,减少了开关过程中的能量损耗,提高了整个电源的效率。这种技术广泛应用于高效率的开关电源设计中。

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