关于经典ZVS原理!高手解答
找了许久帖子,都没人讲原理的,由于反馈使得一个管子导通,另一个管子截止后,然后他们的状态怎么互换呢?我看会一直保持下去啊?
(ˇˍˇ) 想基于此zvs用    高频开关三极管    做个小功率电池升压的东东,点串联的大功率LED 来着。
嘿嘿[s:92]
+100  科创币    ehco   2010-12-16   KC中第一次看见关心原理问题的,鼓励! DIY不能只是仿造,而要深入研究,才能得到精髓。
+5  科创币    judema   2011-08-25   主动提出不懂的问题
来自 高电压技术
2010-12-14 11:18:18
cjc105808553(作者)
1楼
111_d23b1292296674ab333fdbcd7a7db.jpg

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2楼
首先声明一下,我不是高手,原以为大家都知道原理的,所以之前帖子没提到。这里粗略分析一下,抛砖引玉而已,没有验证,期待有更准确的论述出现。不当之处敬请斧正!

1.    上电瞬间,电源电压流经R1,R2,经过ZD1,ZD2稳压二极管钳位在12V后分别送入MOS1,MOS2的GS极,因此两个MOS管同时开通。
2.    因为元件参数的离散性(例如:MOS管GS钳位电压的离散性、MOS管本身跨导参数的离散性、变压器初级绕组不严格对称、走线长度差异等),导致两管DS电流在上电瞬间就不相同。假设下方的MOS管MOS2流过的电流稍大。即IL3>IL2。因为L2,L3是在同一磁芯上绕制,本身存在磁耦合,所以,对磁芯的励磁电流为IL2,IL3之和。之前提到IL3>IL2,而且从抽头看去,IL2,IL3的电流方向相反,所以对磁芯的励磁电流为Ip1=IL3-IL2。这样就可以等效为仅有L3线圈产生励磁作用(有一部分抵消掉L2的励磁)。明白这点以后,继续往下分析。
A.jpg

3.    见图1,在上电瞬间,L2,L3中的等效励磁电流Ip1用红色线条表示,因为具有相同的磁路,Ip1将在L2上产生一个互感电流,图中用蓝色线条表示,L2+L3与C1构成并联谐振,这个互感电流的方向同IL2相反,如此正反馈造成的结果是IL2越来越小,最终可单纯看做只有L3参与励磁。
4.    与此同时,B点电压升高,D1截止,C点电压保持12V,MOS2继续保持开通。因为MOS2开通时VDS很小,A点近似接地,D2导通,将D点电位强行拉低至0.7V左右,MOS1失去VGS而截止。
5.    随着时间推移,L3对磁芯的励磁最终达到磁饱和,大家注意,此时蓝色线条的电流因磁芯饱和失去互感刚好减到0,MOS1的DS上电压为零。而L3失去电感量而近似于一个仅几mΩ的纯电阻,瞬间大电流全部叠加在MOS2的导通电阻Ron上,使A点电位瞬间升高,D2截止,D点电位恢复至12V,MOS1获得VGS而导通(在VDS=0的情况下导通,故称ZVS)。继而B点近似接地,C点电压降到0.7V,MOS2截止,MOS1保持导通。当L2励磁达到饱和时电路状态再次发生翻转,重复第4过程。
6.    整个过程中,翻转的时间由谐振电容C1的容量和L2+L3共同决定,因为有C1构成谐振,初级电压波形呈完美正弦波,谐波分量大大减小,漏感的影响不复存在,因此变比等于匝比。L1为扼流电感,利用电感电流的不可突变特性,保证磁饱和瞬间MOS管的DS极不会流过巨大浪涌而损坏。这也是为什么不接此电感或者感量太小时,电路空载电流会增大,而且MOS管发热严重的原因。
因为利用了磁饱和原理,所以在磁芯工作在滞回线1,3象限的饱和临界点之间,磁芯的储能作用得以最大发挥,传递功率相当大。

中文的电路如下
原理图.jpg
+10  科创币    caoyuan9642   2010-12-14   本人分数不多,意思意思~不过建议本贴加精,是好东西。。
+200  科创币    joyeep   2010-12-15   
+10  科创币    小特斯拉圈圈   2011-10-06   电路还是不够中文~
+200  科创币    judema   2011-10-25   高质量发帖
+50  科创币    布布卡   2011-11-05   我引用了你的讲解,很感谢
+10  科创币    最高主机泡泡   2012-01-20   讲解很详细
+15  科创币    kcltxinshou   2012-01-30   
+1  科创币    atree   2012-06-29   
+25  科创币    逆流的思念   2012-11-07   
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
3楼
楼上的解释的非常详实```呵呵```学习了``
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
4楼
引用楼主cjc105808553于2010-12-14 11:11发表的 关于经典ZVS原理!高手解答 :
找了许久帖子,都没人讲原理的,由于反馈使得一个管子导通,另一个管子截止后,然后他们的状态怎么互换呢?我看会一直保持下去啊?
(ˇˍˇ) 想基于此zvs用    高频开关三极管    做个小功率电池升压的东东,点串联的大功率LED 来着。
嘿嘿[s:92]


你忽略了磁芯的饱和以及两个快恢复二极管起到的互锁作用。
折叠评论
1
加载评论中,请稍候...
折叠评论
5楼
我也发现那个交叉相接的快恢复二极管设计的很巧妙~
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
6楼
用三极管这类电流驱动型的器件估计悬,原理上就可看出来。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
7楼
三极管只能采用PWM IC or 移相电路来实现零开关?
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
cjc105808553(作者)
8楼
了解了,关键利用场管的导通电阻上电压的提升来使二极管关断,使之互换的,如果场管的导通电阻为0,这个电路就废了。
我用三极管照此模式做了一个,不行,难道是导通后的三极管压降固定,永远不可能使那个二极管阴极电位达到0.7v,也就不可能使两管工作状态互换了?
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
9楼
不愧是高手!EHCO可以留个QQ交流点问题么?

[s:250][s:243][s:92]刚才突然找到茬……http://www.hvdiy.com/viewthread.php?tid=81&pid=185
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
10楼
我跟他要过QQ。。。问题是他就是不说。。。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2010-12-15 01:07:24
11楼
QQ:  
..---  --...  .....  ...--   -----  ...--  ----.  -----   .----
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
12楼
引用第11楼ehco于2010-12-15 01:07发表的  :
QQ:  
..---  --...  .....  ...--   -----  ...--  ----.  -----   .----

莫尔斯电码?哦,我记下了。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
13楼
回 2楼(ehco) 的帖子
我想说一下,C1并不是所谓的谐振电容,他起到了吸收因为推挽电路中变压器导致的尖峰作用,由于这个是自激发电路,改变C1确实会引起频率变化,同样这个ZVS 负载变化也会引起频率变化,很多朋友就错误的认为C1是谐振电容,它的作用其实很简单,防止尖峰造成MOS 不必要的损耗,或保护。
而电路实现ZVS 真正起了重要作用的是L1(PFC)
+50  科创币    ehco   2010-12-16   感谢!
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
14楼
Re:回 2楼(ehco) 的帖子
引用第13楼joyeep于2010-12-15 10:39发表的 回 2楼(ehco) 的帖子 :

我想说一下,C1并不是所谓的谐振电容,而电路实现ZVS 真正起了重要作用的是L1(PFC)

请详细阐述一下,大家也好学习学习。谢谢了!
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
15楼
用三极管更简单,普通推挽电路电源串电感、变压器并电容,以前的液晶高压条都是这个电路
引用第6楼ehco于2010-12-14 19:42发表的  :
用三极管这类电流驱动型的器件估计悬,原理上就可看出来。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
16楼
Re:回 2楼(ehco) 的帖子
引用第13楼joyeep于2010-12-15 10:39发表的 回 2楼(ehco) 的帖子 :
我想说一下,C1并不是所谓的谐振电容,他起到了吸收因为推挽电路中变压器导致的尖峰作用,由于这个是自激发电路,改变C1确实会引起频率变化,同样这个ZVS 负载变化也会引起频率变化,很多朋友就错误的认为C1是谐振电容,它的作用其实很简单,防止尖峰造成MOS 不必要的损耗,或保护。
而电路实现ZVS 真正起了重要作用的是L1



并电容是做无功功率补偿的,使负载在开关模式下趋近阻性,否则,电感电流没那么容易被关断,如果强关会产生较高的感生电动势:之前我做的一个555高压包没加这个可以工作,但是噪声什么的挺大,在示波器下看mos管的D电压在关断时有很尖的峰;由于没有电感表,我尝试着并电容看波形,渐渐可以改变D脚电压,直至变为正弦半波。可以发现在这点上joyeep没错。

在ZVS电路里面,电路起振必然有一个固有频率,看电路除了这个C1以外没有什么能与电感组成一个谐振回路了,所以说ehco在这点上也没错,简单分析一下线圈向磁芯输出能量的过程中,电容此时正在从左边回路吸收能量;反之,线圈储存能量的过程中电容释放能量。这一个过程正好是谐振,所以说电容参与谐振是完全有道理的。

大家一起讨论!
+50  科创币    ehco   2010-12-16   感谢积极参与,分享学识!
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
17楼
回 2楼(ehco) 的帖子
EHCO分析的已经很详细了,我想略微的补充一点点,就是:C点电压是受B点在不断变化的,在R2、D1、L2构成的回路中可以看出来,C点电压始终比B点高一个结电压(0.7V-1.4V),也就是说,在如ehco所假设L3先有励磁的情况下,L2仅仅能在B产生一个感应电动势,则B点电压就随着磁路磁通变化率的增加而增加,磁通的变化率是与电流同步的,在上面一个线圈感应产生的感应电动势E=L△Φ,说简单一点当下面线圈电流达到最大的时候上面线圈的电动势最小,当下面线圈电流逐渐减小,上面线圈产生的感应电动势逐渐增大,由于其一端是接VCC的,B点电压逐渐减小,C点电压也逐渐减小,减小到一定值时刚好可以关断下面的MOS管;与之对应的,在刚刚的过程中A点的电压对应B点的减小其在增加,D点电压也逐渐增加,达到某一值时导通上面的mos管。

至于这个电路怎样规避两管直通这个问题的暂时还没分析出来。大家可以继续讨论一下

至少在这里可以总结出一点,ZVS电路是使用半区内不工作的原边线圈作为脉冲线圈的,那么产生的电动势必然与电源电压接近,那么途中的TVS电路决不能缺省。

在此向ehco的原创精神表示感谢!
+50  科创币    ehco   2010-12-16   感谢积极参与,分享学识!
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2010-12-16 00:29:23
18楼
谢谢楼上各位精彩分析,坛子里高手云集啊,自感惭愧!
综合以上对这个电路的分析,总觉得还不完善,详细。期待更精彩的论述出现!
学电子就得刨根问底,才会有本质的进步。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
19楼
若这个电容是谐振电容,那么,电路的谐振频率必然是LC 并联谐振频率。
那么,可以做个实验,用变压器初级电感和C 计算一个谐振频率,然后看实际中频率是否一致。

11111111.jpg


看图中,我标出了线圈工作的时候电源供给点极性,
变压器中间抽头是引出,在任意时候,只有抽头 - 和 其中一个+ 在工作,另一半的MOS 关闭,而另外一个-和+的电动势相反

把电动势看成是矢量,那么相加后取模就有 U >= 0,
U是变压器 “+ +” 端的电动势,由于功率管硬关断,或负载或变压器存在漏磁,这个尖峰电压会很高,所以需要放C 来吸收尖峰。实际理论没有漏磁存在情况下,占空比在50%下,这个U是 = 0 的。

这其实是一个看起来很想LC 并联谐振,实际上却根本不是的电路,仔细研究变压器同名端就可以发现。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
cjc105808553(作者)
20楼
111_930e1292469444b862ae62b1b586f.jpg

111_637b129246943033f458ddb216761.jpg

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
cjc105808553(作者)
21楼
模仿此原理做的三极管全桥自激,三极管工作在开关模式,104处接上电容就能工作,高频变压器工作在音频,传递效率不高啊,不给力了,锂电供电
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2010-12-19 22:15:44
2010-12-19 22:15:44
22楼
T1A。T1B为什么不相同铜钱
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2010-12-23 12:57:56
2010-12-23 12:57:56
23楼
上个三极管ZVS做高压条的教程,航嘉的
注意文中有一个笔误,NPN三极管写成了PNP三极管,图是对的
输入端的二极管是搭配前级PWM调光电路用的,可以不要。

Royer线路原理分析及参数计算.pdf
380k
PDF
69次下载
+50  科创币    ehco   2010-12-23   感谢分享!
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
24楼
引用第23楼拔刀斋于2010-12-23 12:57发表的  :
上个三极管ZVS做高压条的教程,航嘉的
注意文中有一个笔误,NPN三极管写成了PNP三极管,图是对的
输入端的二极管是搭配前级PWM调光电路用的,可以不要。

Royer线路原理分析及参数计算.pdf
380k
PDF
69次下载
  

这个电路也不错,就是多一个反馈绕组,反馈绕组的感生电动势只由磁通变化率决定。所以翻转也很容易分析。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
25楼
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2011-07-27 17:34:45
2011-7-27 17:34:45
26楼
学习了,原理解说很详细,谢谢啦。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2011-08-01 23:40:19
2011-8-1 23:40:19
27楼
谢谢各位高手的帮助,早知道这里有就不会浪费之前的时间了。[s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261]
[s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:261][s:243][s:243][s:243][s:255][s:255][s:255]
[s:255][s:255][s:255][s:255][s:255][s:255][s:255][s:255][s:255][s:255]
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2011-08-10 14:22:26
2011-8-10 14:22:26
28楼
众高手聚集啊...看的我这个新手党压力山大啊...
受教了...
这是个好贴,应该顶上去...
建议该帖内容整理以后收纳进论坛的电子书刊...
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2011-08-25 18:06:00
2011-8-25 18:06:00
29楼
学习了,我的刚刚做了个zvs,irf540、1uf250V、L1=68uH,14“黑白电视机行输出变压器,初级5+5,次级几百圈,输出大概是800V,中午在办公室没有大功率电源,用12V1.25A电源,可以拉出3mm左右电弧,不过很快就灭了。空载电流600ma,工作一会后铁氧体磁芯发烫,mos管没有温升。
我的电路中,470欧2W我用1k 1/8W代换,另在电源输入端加了个16V2200uf电容,磁芯没有留间隙。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
30楼
不错,学习了
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2011-10-25 21:01:45
2011-10-25 21:01:45
31楼
学习了!!!!!!!!!
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2011-10-30 10:46:29
2011-10-30 10:46:29
32楼
谢谢了……有点入门了
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2011-12-25 19:33:40
2011-12-25 19:33:40
33楼
我做的电源空载时电流2.3A左右,这是什么原因呀?高频变压器是EC42W,5+5圈,1mm直径漆包线,谐振电容0.47uF,电感用1mm直径漆包线在30mm直径磁环上绕8圈,IRFP640芯片,什么原因呀?
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-01-15 19:50:24
2012-1-15 19:50:24
34楼
一时还没有消化得了,标记一个,慢慢看。。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-04-12 15:34:45
2012-4-12 15:34:45
35楼
谢谢分享谔谔
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-05-19 21:07:14
2012-5-19 21:07:14
36楼
没有消化,继续学习
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-05-26 18:44:18
2012-5-26 18:44:18
37楼
实际上,这个电容对后继的能量输出影响很大。不信可以换个容量试试。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-07-06 21:36:32
2012-7-6 21:36:32
38楼
看这个电路得让时间停住在分析
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-07-17 22:00:54
2012-7-17 22:00:54
39楼
哈哈,言语不当,改正之
请看如下分析
https://www.kechuang.org/t/48153
-5  科创币    justinpiggy   2012-07-18   有见解很好,但这个什么心态?
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-08-22 23:37:41
2012-8-22 23:37:41
40楼
引用第11楼ehco于2010-12-15 01:07发表的 :
QQ:  
..---  --...  .....  ...--   -----  ...--  ----.  -----   .----  


牛 这个都能被你 想到  

另外 我真的没看出 这个电路  能ZVS  恕我这15年的电源白搞了
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
41楼
回 2楼(ehco) 的帖子
很多 做电源的 一直迷恋于  ZCS  ZVS
其实谁能把 MOS的米勒电容里的电 在下个周期前 抽干硬开关的效率 也不会差到哪里

一般的工程师 都认为 米勒电容 效应是无法克服的,其实很容易

涉及公司专利 就调调大家胃口吧  别骂我[s:227]
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-08-25 18:04:59
2012-8-25 18:04:59
42楼
最近在分析这个电路,这个电路是正激还是反激,我觉得这个是分析这个电路的基本问题,这个搞不懂,也就不用往下分析了,开始我也是一直以为是推挽,但是电路的图片上明明写的是flyback,是反激的意思
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-08-27 13:38:55
2012-8-27 13:38:55
43楼
学习学习!!!!!!!!
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
44楼
回 11楼(ehco) 的帖子
..---  --...  .....  ...--   -----  ...--  ----.  -----   .----
翻译出来是275303901????
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-10-02 15:52:11
2012-10-2 15:52:11
45楼
学习了,原理解说很详细,谢谢啦。
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-11-07 19:40:27
2012-11-7 19:40:27
46楼
受教了啊啊啊[s:222][s:182]
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-11-12 20:08:45
2012-11-12 20:08:45
47楼
不过还没有吸收啊[s:273][s:273][s:273][s:273][s:222][s:222][s:222][s:226][s:226][s:226]
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
48楼
还没吸收啊[s:273][s:273][s:273][s:226][s:226][s:226]
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2012-11-16 23:50:59
2012-11-16 23:50:59
49楼
去年这个时候曾经到过这里,那时还没注册,因别的原因后来没DIY了,现在回来标个记,慢慢学习
折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
ID:{{user.uid}}
{{user.username}}
{{user.info.certsName}}
{{user.description}}
{{format("YYYY/MM/DD", user.toc)}}注册,{{fromNow(user.tlv)}}活动
{{submitted?"":"投诉"}}
请选择违规类型:
{{reason.description}}
支持的图片格式:jpg, jpeg, png