在ZVS拓?fù)渲羞x擇最優(yōu)的死區(qū)時(shí)間

　　很顯然，ZVS導(dǎo)通只有在可用的死區(qū)時(shí)間T_dt內(nèi)才可能實(shí)現(xiàn)。

　　輸出MOSFET的柵極電容放電，電壓降到Vth以下，

　　輸入MOSFET的輸出電容器完全放電，電壓接近零伏。

　　圖3顯示的是在分析過(guò)程中使用的簡(jiǎn)化的柵極關(guān)斷電路。由于所有電容都是V_ds的函數(shù)，可以在計(jì)算過(guò)程中使用等效的充電標(biāo)準(zhǔn)。柵極電荷放電分為3個(gè)明顯的階段，如圖4所示。

　　T0-T1：柵極電源電壓從V_gss到平坦的V_gp階段，C_iss放電，假設(shè)關(guān)斷電流是恒定的。在這段間隔時(shí)間里，I_goff電流受到驅(qū)動(dòng)能力的限制，而不是柵極電阻的限制。

　　T1-T2：常規(guī)的平臺(tái)時(shí)間是從V_ds上升到V_in的這段時(shí)間，由于振鈴效應(yīng)，V_ds會(huì)超過(guò)V_in。柵極電流受到柵極環(huán)路總電阻的限制。

　　T2 – T3：在輸出MOSFET里的電流下降時(shí)間。

　　可以用這些公式計(jì)算三個(gè)時(shí)間間隔：

　　用來(lái)計(jì)算T_GSP的C_iss0不是從數(shù)據(jù)表里找來(lái)的，只是當(dāng)MOSFET完全導(dǎo)通，V_ds = 0V情況下的數(shù)值。對(duì)于具有極高元胞密度、溝槽式柵極和電荷均衡結(jié)構(gòu)的超低R_DS(ON) MOSFET，C_iss0可能比在中壓條件下的C_iss高4到5倍。這里沒(méi)有功率損耗，但這段間隔時(shí)間會(huì)占到可用死區(qū)時(shí)間的主要部分。T_GPT的計(jì)算公式定義了根據(jù)驅(qū)動(dòng)狀況實(shí)現(xiàn)關(guān)斷過(guò)程中的總電壓上升時(shí)間和電流下降時(shí)間。這是不充分的粗略估算，因?yàn)殡娏飨陆禃r(shí)間取決于很多外部參數(shù)，例如PCB印制線的電感、封裝的源電感及輸出電壓。這些因素決定了在柵極驅(qū)動(dòng)上的初級(jí)環(huán)路電流的di/dt。然而，這里要關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題是輸入MOSFET在達(dá)到零電壓狀態(tài)，可以用過(guò)另一種方式來(lái)確定這種狀態(tài)。既然高邊MOSFET里的電降到零，流在低邊MOSFET里的電流分量也為零。這樣就可以簡(jiǎn)單地估算輸出電容放電所需的時(shí)間，大約是L_pcb 和 C_oss的一個(gè)諧振周期的四分之一。

　　假設(shè)PCB印制線的電感遠(yuǎn)小于泄漏電感Llk，在TDSD時(shí)間內(nèi)，變壓器的回路電流不變。有了這個(gè)假設(shè)后，我們就可以描述死區(qū)時(shí)間T_dt的完整時(shí)序要求。

　　對(duì)于具有高V_th的器件來(lái)說(shuō)，最終的計(jì)算結(jié)果有點(diǎn)保守。在柵極電壓達(dá)到V_th前的上升時(shí)間要更長(zhǎng)一些，這段時(shí)間會(huì)加到死區(qū)時(shí)間里。

　　在IBC轉(zhuǎn)換器上的測(cè)試結(jié)果

　　上面的分析已經(jīng)在SiR882ADP得到驗(yàn)證，這款高性能MOSFET定位在高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器。器件的相關(guān)規(guī)格見(jiàn)表1。測(cè)試平臺(tái)是在200kHz下工作的48V~9.6V IBC轉(zhuǎn)換器。最初的設(shè)計(jì)把死區(qū)時(shí)間設(shè)定為20ns。根據(jù)表1的數(shù)值，顯然這個(gè)死區(qū)時(shí)間是足夠的。

　　圖5a至圖5c顯示的是50ns、75ns和20ns這三個(gè)不同死區(qū)時(shí)間的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的波形。圖6顯示的是整個(gè)轉(zhuǎn)換器的功率損耗，功率損耗是不同死區(qū)時(shí)間的函數(shù)。最小損耗的最優(yōu)開(kāi)關(guān)發(fā)生在死區(qū)時(shí)間為50ns的情況下，跟計(jì)算結(jié)果一樣。在20ns死區(qū)時(shí)間時(shí)，低邊MOSFET導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓為Vin，會(huì)產(chǎn)生共通損耗。75ns情況下的波形看起來(lái)很清楚，具有額外的安全裕量，二極管導(dǎo)通的時(shí)間也增加了。圖6顯示了這個(gè)影響：隨著電流加大，二極管損耗逐步增加。