特斯拉線(xiàn)圈ZVS驅動(dòng)電路原理

　　本文將介紹的ZVS驅動(dòng)器是-一種功率大、高效而且非常簡(jiǎn)單的振蕩器。它通常被用于產(chǎn)生高頻正弦波的場(chǎng)合比如冷陰極LCD燈箱驅動(dòng)器或者其他用途。這里有一個(gè)簡(jiǎn)化版的ZVS。

　　當電源電壓作用于V+，電流開(kāi)始同時(shí)通過(guò)兩側的初級并施加到MOS的漏極(D)上。電壓會(huì )同時(shí)出現在MOS的門(mén)極(G)上并開(kāi)始將MOS開(kāi)啟。因為沒(méi)有任何兩個(gè)元件是完全一樣的，一個(gè)MOS比另一個(gè)開(kāi)的快一些，更多的電流將流過(guò)這個(gè)MOS。通過(guò)導通側初級繞組的電流將另一側MOS的門(mén)極電壓拉低并開(kāi)始關(guān)斷它。圖中電容和初級的電感發(fā)生LC諧振并使電壓按正弦規律變化。如果沒(méi)有這個(gè)電容，通過(guò)MOS的電流會(huì )一直增大，直到變壓器飽和+MOS發(fā)生核爆炸......

　　假設Q1首先開(kāi)啟。當Z點(diǎn)電壓跟著(zhù)LC諧振的半個(gè)周期上升到峰值再回掉時(shí)，Y點(diǎn)電壓會(huì )接近0。隨著(zhù)Z點(diǎn)電壓下降到0，Q1的門(mén)極(G)電壓消失，Q1關(guān)閉。同時(shí)Q2開(kāi)啟，此時(shí)Y點(diǎn)電壓開(kāi)始上升。Q2的導通把Z點(diǎn)電壓拉低到接近地，這可以確保Q1完全關(guān)斷。Q2完成LC振蕩的半周后會(huì )重復同樣的過(guò)程，此振蕩器繼續循環(huán)工作。為了防止本電路從電源拉取巨大的峰值電流而損壞，增加了L1在變壓器抽頭處和V+之間作為緩沖。LC阻抗限制著(zhù)實(shí)際的電流(L1只是減少峰值電流，因為電感有續流作用吧)。

　　如果你眼夠尖，會(huì )發(fā)現此振蕩器是一個(gè)零電壓開(kāi)關(guān)電路(zero-voltage switching ZVS)，這意味著(zhù)MOS將在其兩端電壓為零時(shí)關(guān)斷。這對MOS有好處，因為它允許MOS在承受應力比較低的時(shí)候進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，這意味著(zhù)不再需要像硬開(kāi)關(guān)變換器那樣的巨大散熱器，甚至當功率大到1KW時(shí)都可以這樣!(我覺(jué)得懸......畢竟MOS有導通電阻......誰(shuí)的ZVS能上1KW?!反正我沒(méi)見(jiàn)過(guò).....)

　　ZVS的振蕩頻率將由變壓器初級的電感和跨接在初級兩端的電容決定?？梢杂孟铝泄接嬎悖?/p>

　　f = 1/2 * π * √(L * C)

　　f 頻率，單位Hz

　　L 初級的電感，單位H(注意不是uH!1H=1000000uH!)

　　C 諧振雕塑的容量，單位F(注意不是uF!1F=1000000uF)

　　真實(shí)的MOS比較脆弱(汗= = 深有體會(huì ))，如果門(mén)極(G)和源極(S)之間的電壓超過(guò)正負30V，MOS會(huì )損壞。為了防止這種事情發(fā)生，我們需要門(mén)極(G)的保護措施;只是簡(jiǎn)單地增加幾個(gè)額外的元件。如下圖。

　　 470歐電阻用來(lái)限制MOS門(mén)極(G)的電流，防止損壞。

　　 10K電阻用于確保MOS可靠關(guān)斷。

　　 穩壓二極管將MOS的門(mén)極(G)的電壓限制在你選用的穩壓二極管(12V、15V、18V)的擊穿電壓之內。

　　 當一側MOS導通時(shí)，UF4007將另一側MOS的門(mén)極(G)電壓拉低

　　值得注意的是，我們改用+V為MOS供電，使它們開(kāi)啟，并使用LC諧振部分通過(guò)快恢復二極管關(guān)斷它們。這提高了整體電路的性能。

　　下面的實(shí)物圖很好理解，我希望你喜歡：

　　因為L(cháng)C震蕩時(shí)的電壓比輸入電壓高，所以你需要確認你的MOS可以承受這個(gè)電壓。一個(gè)比較好的選擇MOS方式，MOS的耐壓要為4倍輸入電壓以上，IRFP250和更好的IRFP260很適合ZVS(我用IRF540也很好，但是輸入不要超過(guò)20V，IRFZ48、IRF3205等管耐壓過(guò)低不宜使用)。你需要為MOS添加散熱器，但是不用特大。記住在安裝散熱器時(shí)一定要加絕緣墊(TO247的IRFP250和IRFP260要加絕緣墊，TO220的IRF540除了絕緣墊還要加絕緣帽!)，因為MOS的散熱器不是和引腳不是電學(xué)絕緣的(散熱片和漏極是通的，我想但凡搞電子的都知道吧、)。那個(gè)諧振電容一定要用好的，MKP電容，云母電容，Mylar電容(這個(gè)不認識、、、)是很好的選擇(電磁爐電容最佳~~)，千萬(wàn)不要用電解電容，會(huì )核爆炸的(嘿嘿 每人這么2吧)。兩個(gè)初級繞組必須要同方向繞制，否則不工作。如果變壓器沒(méi)氣息，同樣不會(huì )工作。(這、、、)

　　本文將介紹的ZVS驅動(dòng)器是-一種功率大、高效而且非常簡(jiǎn)單的振蕩器。它通常被用于產(chǎn)生高頻正弦波的場(chǎng)合比如冷陰極LCD燈箱驅動(dòng)器或者其他用途。這里有一個(gè)簡(jiǎn)化版的ZVS。

　　當電源電壓作用于V+，電流開(kāi)始同時(shí)通過(guò)兩側的初級并施加到MOS的漏極(D)上。電壓會(huì )同時(shí)出現在MOS的門(mén)極(G)上并開(kāi)始將MOS開(kāi)啟。因為沒(méi)有任何兩個(gè)元件是完全一樣的，一個(gè)MOS比另一個(gè)開(kāi)的快一些，更多的電流將流過(guò)這個(gè)MOS。通過(guò)導通側初級繞組的電流將另一側MOS的門(mén)極電壓拉低并開(kāi)始關(guān)斷它。圖中電容和初級的電感發(fā)生LC諧振并使電壓按正弦規律變化。如果沒(méi)有這個(gè)電容，通過(guò)MOS的電流會(huì )一直增大，直到變壓器飽和+MOS發(fā)生核爆炸......

　　假設Q1首先開(kāi)啟。當Z點(diǎn)電壓跟著(zhù)LC諧振的半個(gè)周期上升到峰值再回掉時(shí)，Y點(diǎn)電壓會(huì )接近0。隨著(zhù)Z點(diǎn)電壓下降到0，Q1的門(mén)極(G)電壓消失，Q1關(guān)閉。同時(shí)Q2開(kāi)啟，此時(shí)Y點(diǎn)電壓開(kāi)始上升。Q2的導通把Z點(diǎn)電壓拉低到接近地，這可以確保Q1完全關(guān)斷。Q2完成LC振蕩的半周后會(huì )重復同樣的過(guò)程，此振蕩器繼續循環(huán)工作。為了防止本電路從電源拉取巨大的峰值電流而損壞，增加了L1在變壓器抽頭處和V+之間作為緩沖。LC阻抗限制著(zhù)實(shí)際的電流(L1只是減少峰值電流，因為電感有續流作用吧)。

　　如果你眼夠尖，會(huì )發(fā)現此振蕩器是一個(gè)零電壓開(kāi)關(guān)電路(zero-voltage switching ZVS)，這意味著(zhù)MOS將在其兩端電壓為零時(shí)關(guān)斷。這對MOS有好處，因為它允許MOS在承受應力比較低的時(shí)候進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，這意味著(zhù)不再需要像硬開(kāi)關(guān)變換器那樣的巨大散熱器，甚至當功率大到1KW時(shí)都可以這樣!(我覺(jué)得懸......畢竟MOS有導通電阻......誰(shuí)的ZVS能上1KW?!反正我沒(méi)見(jiàn)過(guò).....)

　　ZVS的振蕩頻率將由變壓器初級的電感和跨接在初級兩端的電容決定?？梢杂孟铝泄接嬎悖?/p>

　　f = 1/2 * π * √(L * C)

　　f 頻率，單位Hz

　　L 初級的電感，單位H(注意不是uH!1H=1000000uH!)

　　C 諧振雕塑的容量，單位F(注意不是uF!1F=1000000uF)

　　真實(shí)的MOS比較脆弱(汗= = 深有體會(huì ))，如果門(mén)極(G)和源極(S)之間的電壓超過(guò)正負30V，MOS會(huì )損壞。為了防止這種事情發(fā)生，我們需要門(mén)極(G)的保護措施;只是簡(jiǎn)單地增加幾個(gè)額外的元件。如下圖。

　　 470歐電阻用來(lái)限制MOS門(mén)極(G)的電流，防止損壞。

　　 10K電阻用于確保MOS可靠關(guān)斷。

　　 穩壓二極管將MOS的門(mén)極(G)的電壓限制在你選用的穩壓二極管(12V、15V、18V)的擊穿電壓之內。

　　 當一側MOS導通時(shí)，UF4007將另一側MOS的門(mén)極(G)電壓拉低

　　值得注意的是，我們改用+V為MOS供電，使它們開(kāi)啟，并使用LC諧振部分通過(guò)快恢復二極管關(guān)斷它們。這提高了整體電路的性能。

　　下面的實(shí)物圖很好理解，我希望你喜歡：

　　因為L(cháng)C震蕩時(shí)的電壓比輸入電壓高，所以你需要確認你的MOS可以承受這個(gè)電壓。一個(gè)比較好的選擇MOS方式，MOS的耐壓要為4倍輸入電壓以上，IRFP250和更好的IRFP260很適合ZVS(我用IRF540也很好，但是輸入不要超過(guò)20V，IRFZ48、IRF3205等管耐壓過(guò)低不宜使用)。你需要為MOS添加散熱器，但是不用特大。記住在安裝散熱器時(shí)一定要加絕緣墊(TO247的IRFP250和IRFP260要加絕緣墊，TO220的IRF540除了絕緣墊還要加絕緣帽!)，因為MOS的散熱器不是和引腳不是電學(xué)絕緣的(散熱片和漏極是通的，我想但凡搞電子的都知道吧、)。那個(gè)諧振電容一定要用好的，MKP電容，云母電容，Mylar電容(這個(gè)不認識、、、)是很好的選擇(電磁爐電容最佳~~)，千萬(wàn)不要用電解電容，會(huì )核爆炸的(嘿嘿 每人這么2吧)。兩個(gè)初級繞組必須要同方向繞制，否則不工作。如果變壓器沒(méi)氣息，同樣不會(huì )工作。(這、、、)