Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.21293/1818-0442-2022-25-2-82-90
Ключевые слова: switching converter, mosfet, Driver circuit, switching losses, zero voltage switching, Zero current switching, digital control, импульсный преобразователь напряжения, МДП-транзистор, драйвер, динамические потери энергии, переключение при нуле напряжения, переключение при нуле тока, цифровое управление
Аннотация: Предложен метод вычисления моментов генерации управляющих сигналов для силовых ключей импульсного преобразователя напряжения (ИП) с высоким КПД и возможностью реверса потока энергии. Метод применим для каскадного повышающе-понижающего ИП, в котором управление силовыми ключами, выполненными на основе МДП-транзисторов, осуществляетсяПоказать полностьютаким образом, чтобы обеспечить протекание обратного тока смещения в начале каждого периода преобразования. Протекание такого тока позволяет выполнять отпирание ключей при нуле напряжения и нуле тока, что позволяет минимизировать динамические потери энергии в ключах. Такой алгоритм переключения называется «мягкой коммутацией». При этом необходимой является пауза между моментами переключения транзисторов смежной пары ИП, в течение которой происходит перезаряд выходных ёмкостей транзисторов с последующим переходом антипараллельного диода отпираемого ключа в проводящее состояние. Предложенный метод основан на оценке задержек при переключении транзисторов входного каскада для худшего случая разброса характеристик компонентов ИП и обеспечивает гарантированное отпирание верхнего транзистора входного каскада при нуле напряжения и нуле тока. Представлен уточненный способ расчета величины обратного тока смещения с учетом описанных временных задержек и напряжения на входе ИП. A signal timing calculation method to control power switches of bidirectional switching converter (SC) with high efficiency is proposed. The method is applicable for MOSFET-based cascaded boost-buck converter, which has a negative offset current flow at the beginning of each conversion period. This current allows to perform turning on switches under zero-voltage and zero current switching condition to minimize switching losses. Meanwhile, the delay time between half-bridge transistors’ switching points is needed, when transistors’ output capacitances recharging takes place with following anti-parallel body diode of transistor is being turned on unlocking. A proposed method is based on a switching delay time of input stage transistors valuation for the worst case of SC’s components’ parameters scatter, and provides guaranteed turning on of the upper transistor of the input stage under zero voltage and zero current condition. A clarified offset current calculation method is provided which introduces described time delays and SC’s input voltage.
Журнал: Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники
Выпуск журнала: Т. 25, № 2
Номера страниц: 82-90
ISSN журнала: 18180442
Место издания: Томск
Издатель: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники