半橋LLC空載電壓尖峰的電路設(shè)計改善方案

半橋LLC空載電壓尖峰問題可通過改善電路設(shè)計解決。采用小漏源電容和良好恢復(fù)特性的功率管，減少導(dǎo)通死區(qū)時間，可消除直通電流，降低電壓尖峰。死區(qū)時間變化可能影響ZVS狀態(tài)和DC/DC輸出二極管電壓應(yīng)力。

半橋LLC空載電壓尖峰的電路設(shè)計改善方案

半橋電路在空載時，由于上管的占空比很小（可能為0），電路下面的諧振電容電壓會很低，這就容易導(dǎo)致了下管在導(dǎo)通時，流過諧振電感的電流不能反向。今天分享在網(wǎng)上看到的干貨。

在半橋電路中，當(dāng)下管關(guān)斷后下管的體二極管進(jìn)行續(xù)流時，上管被開通了，導(dǎo)致了“瞬時直通”，直通電流被二極管強迫恢復(fù)關(guān)斷，隨后在寄生電感上造成壓降，疊加在下管（關(guān)斷狀態(tài)）。

“瞬時直通”的主要原因是因為功率管漏源電容瞬時充放電，反向二極管的反向恢復(fù)。

如果想要減少功率管的電壓尖峰，可以采用漏源電容更小和恢復(fù)特性比較好的功率管，能夠在體二極管關(guān)斷時，更快消除直通電流，減少電壓尖峰。

此外，當(dāng)想要減少上下管的導(dǎo)通死區(qū)時間，可以在下管關(guān)斷后，二極管還沒完全導(dǎo)通的時候，將上管開通，減少反向恢復(fù)電流（電流通過功率管本體然后功率管關(guān)斷比電流流過反向二極管后關(guān)斷的反向恢復(fù)電流要?。?，這樣也可以達(dá)到降低電壓尖峰的目的。

我們拿死區(qū)時間為190nS和120nS來測試，這是 死區(qū)190nS時的下管電壓尖峰

死區(qū)120nS時的下管電壓尖峰

可以看出，將死區(qū)時間減少到120nS，下管的電壓尖峰會從620V下降到496V，從而滿足降額。

這里要注意，如果是工作在ZVS狀態(tài)，死區(qū)時間對功率管的電壓應(yīng)力就不會有影響，但如果工作在非ZVS狀態(tài)，在空載狀態(tài)時，功率管和輸出二極管的電壓應(yīng)力為最大，也就是說，如果死區(qū)的改變導(dǎo)致了功率管ZVS狀態(tài)發(fā)現(xiàn)變化，同時也需要主要DC/DC輸出二極管的電壓應(yīng)力。