荆州干式变压器电路设计工程师解释软开关EMI比硬开关EMI小的原因

荆州干式变压器电路设计工程师解释软开关EMI比硬开关EMI小的原因 软开关分为ZVS（零电压开关）和ZCS（零电流开关），由于ZVS一般无需外加辅助器件，容易实现所以在荆州干式变压器中得到了广泛的运用（以移相全桥（Full Bridge Phase-shift）和LLC为代表）。

下面主要来讲讲开关管ZVS的实现，下图是MOSFET及其在分析ZVS时的等效模型。全控开关用一个理想开关及一个串联导通内阻RDS_on代替。无论是移相全桥（FBPS）还是谐振荆州干式变压荆州变压器厂家器（LLC），其ZVS短暂的过程都是一样的，均是利用谐振电感Lr有序地“充”/“放”桥臂上下管MOSFET结电容上的电荷。

为了便于理解，此处简化讲解ZVS桥臂上下管MOSFET的换流过程：
1、[~,t0]稳态
t0之前，MOS管S1一直通，S2一直断。电流流经RDSon1和谐振电感Lr。


2、[t0,t1]桥臂换流
t0时刻，MOS管S1关断，此时S1、S2均关断，没有通路。谐振电流iLr被迫给S1结电容C1充电，并抽走S2结电容C2上的电荷。直到Vc1被充到Vin，Vc2被抽到0V，一旦Vc2降到0V，谐振电流iLr就流经S2的体二极管（续流），此时谐振电流iLr才重新找到一条稳定的通路。


3、[t1,~]——t1 时刻S2软开（ZVS零电压开通），维持稳态
t1时刻，S1的驱动电平变高，此时MOS管S2合上，由于RDSon2上的压降要比体二极管的导通压降更小，所以电流流经RDSon2（MOSFET具有双向导电性，此时MOSFET工作在同步整流状态，这个特性是IGBT所不具备的，这也是MOSFET在ZVS荆州干式变压器中的天然优势，电流几乎时时刻刻都流经RDSon，通态损耗很小）。


到此，S1关断到S2开通的过程已经讲完，分析整个过程可以发现，是S1的关断成全了S2的软开，要是没有S1的关断，迫使谐振电流iLr为找到新的通路而“充”/“放”桥臂上下管结电容电荷，S2的续流二极管也不可能在S2驱动高电平（t1时刻）来之前就导通续流。所以S2的软开全靠S1的硬关成全（ZVS的特点，硬关软开）。
送一幅MOSFET的ZVS波形图（Vgs&Vds），可以清楚地看清软开（开通无米勒平台）硬关（关断有米勒平台）。


而S2关断到S1开通的过程与上述过程完全一致，不在重复。

关于硬开，硬开是在MOSFET关断的情况下（Vc1=Vin），直接通过RDSon把结电容上的电荷消耗掉，从而导通管子，显然要比软开EMI及开通损耗要大很多。