轻负载时开关元件工作相关的注意事项

相移全桥电路中轻负载时流过的电流小，LS中积蓄的能量少，所以很有可能在滞后臂的COSS充放电完成之前就开始开关工作。因此，ZVS工作无法执行，很容易发生MOSFET的导通损耗。

另一方面，当超前臂的MOSFET的COSS充放电时，能量通过变压器被输送到二次侧。参考前面的思路，通过能量收支来考虑ZVS的成立条件时，以Mode（2）为例，假设相移全桥电路的变压器的匝比为n，则超前臂的ZVS成立条件可用下面的公式来表示。IL2是Mode（1）结束时的IL，EOSS_Q1和EOSS_Q2分别是完成Q1和Q2的COSS充放电所需的能量。

在实际的电路工作中，需要设置Dead Time来防止上下臂短路。如上所述，在轻负载时，滞后臂MOSFET的充放电可能尚未完成，即可能会有漏极电压VDS残留（成为硬开关），因此，在某些Dead Time的设置，可能会导致滞后臂MOSFET的导通损耗增加。因此，在设置Dead Time时需要注意这一点。

下图是在Dead Time优化和未优化情况下导通时的示意图。

在Dead Time未优化的情况下，会瞬间流过很大的漏极电流ID。这是由于受到了两种电流的影响：第一种是栅极-漏极间电容CGD和栅极-源极间电容CGS的电容比，导致栅极-源极间电压VGS超过了阈值电压，从而引起的直通电流；另一种是对应桥臂MOSFET的COSS的充电电流。其中，后者COSS的充电电流在硬开关工作时一定会产生，但前者的直通电流则可以通过设置MOSFET的CGD和CGS的适当电容比来防止。因此，选择CGD和CGS的电容比适当的MOSFET很重要。

关键要点

・轻负载时，电流小，LS中积蓄的能量少，因此很有可能在COSS的充放电完成之前就开始开关工作，致使ZVS工作无法执行，容易发生MOSFET的导通损耗。

・COSS的充放电未完成可能会导致VDS残留，因此需要设置适当的Dead Time来防止上下桥臂短路引起的直通电流。

・MOSFET的CGD和CGS的某些电容比可能会导致流过直通电流，因此选择该电容比适当的MOSFET很重要。

文章来源：罗姆半导体集团

审核编辑：汤梓红