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通過(guò)MOS功率管產(chǎn)生交流電信號,產(chǎn)生電流進(jìn)一步的進(jìn)行驅動(dòng),它的驅動(dòng)功能遠大于單片機功能。那么,半橋驅動(dòng)電路的工作原理是怎么樣的呢?
電容器C1和C2與開(kāi)關(guān)管Q1、Q2組成橋,橋的對角線(xiàn)接變壓器T1的原邊繞組,故稱(chēng)半橋變換器。如果此時(shí)C1=C2,那么當某一開(kāi)關(guān)管導通時(shí),繞組上的電壓只有電源電壓的一半。
電路的工作過(guò)程大致如下:
參照半橋電路的基本拓撲電路圖,其中Q1開(kāi)通,Q2關(guān)斷,此時(shí)變壓器兩端所加的電壓為母線(xiàn)電壓的一半,同時(shí)能量由原邊向副邊傳遞。
Q1關(guān)斷,Q2關(guān)斷,此時(shí)變壓器副邊兩個(gè)繞組由于整流二極管兩個(gè)管子同時(shí)續流而處于短路狀態(tài),原邊繞組也相當于短路狀態(tài)。
Q1關(guān)斷,Q2開(kāi)通。此時(shí)變壓器兩端所加的電壓也基本上是母線(xiàn)電壓的一半,同時(shí)能量由原邊向副邊傳遞。副邊兩個(gè)二極管完成換流。
應注意的幾點(diǎn)問(wèn)題
偏磁問(wèn)題
原因:由于兩個(gè)電容連接點(diǎn)A的電位是隨Q1、Q2導通情況而浮動(dòng)的,所以能夠自動(dòng)的平衡每個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)的伏秒值,當浮動(dòng)不滿(mǎn)足要求時(shí),假設 Q1、Q2具有不同的開(kāi)關(guān)特性,即在相同的基極脈沖寬度t=t1下,Q1關(guān)斷較慢,Q2關(guān)斷較快,則對B點(diǎn)的電壓就會(huì )有影響,就會(huì )有有灰色面積中A1、 A2的不平衡伏秒值,原因就是Q1關(guān)斷延遲。
如果要這種不平衡的波形驅動(dòng)變壓器,將會(huì )發(fā)生偏磁現象,致使鐵心飽和并產(chǎn)生過(guò)大的晶體管集電極電流,從而降低了變換器的效率,使晶體管失控,甚至燒毀。
在變壓器原邊串聯(lián)一個(gè)電容的工作波形圖
解決辦法:在變壓器原邊線(xiàn)圈中加一個(gè)串聯(lián)電容C3,則與不平衡的伏秒值成正比的直流偏壓將被次電容濾掉,這樣在晶體管導通期間,就會(huì )平衡電壓的伏秒值,達到消除偏磁的目的。
用作橋臂的兩個(gè)電容選用問(wèn)題:
從半橋電路結構上看,選用橋臂上的兩個(gè)電容C1、C2時(shí)需要考慮電容的均壓?jiǎn)?wèn)題,盡量選用C1=C2的電容,那么當某一開(kāi)關(guān)管導通時(shí),繞組上的電壓只有電源電壓的一半,達到均壓效果,一般情況下,還要在兩個(gè)電容兩端各并聯(lián)一個(gè)電阻(原理圖中的R1和R2)并且R1=R2進(jìn)一步滿(mǎn)足要求,此時(shí)在選擇阻值和功率時(shí)需要注意降額。此時(shí),電容C1、C2的作用就是用來(lái)自動(dòng)平衡每個(gè)開(kāi)關(guān)管的伏秒值,(與C3的區別:C3是濾去影響伏秒平衡的直流分量)。
直通問(wèn)題
所謂直通,就是Q1、Q2在某一時(shí)刻同時(shí)導通的現象,此時(shí)會(huì )構成短路。
解決措施
可以對驅動(dòng)脈沖寬度的最大值加以限制,使導通角度不會(huì )產(chǎn)生直通。
還可以從拓撲上解決問(wèn)題,才用交叉耦合封閉電路,使一管子導通時(shí),另一管子驅動(dòng)在封閉狀態(tài),直到前一個(gè)管子關(guān)斷,封閉才取消,后管才有導通的可能,這種自動(dòng)封鎖對存儲時(shí)間、參數分布有自動(dòng)適應的優(yōu)點(diǎn),而且對占空比可以滿(mǎn)度使用的。
兩個(gè)電路的選擇主要是考慮以下兩點(diǎn):
1、根據輸出電壓的高低,考慮管子的安全問(wèn)題;
2、功率損耗的問(wèn)題,主要是開(kāi)關(guān)管和副邊繞組的損耗問(wèn)題;
驅動(dòng)電路的相關(guān)問(wèn)題,也有對應的解決方案,針對上述講的幾點(diǎn),可以從中參考一下,這樣就會(huì )更加的清楚一些。
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