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AC-DC-Resonanz-Halbbrücken-Stromversorgungen

Resonanz-Halbbrücken-Stromversorgungen eignen sich für Stromversorgungsanwendungen mit relativ großer Kapazität im Bereich von 150 W bis 1,6 kW. Resonanz-Halbbrücken-Stromversorgungen haben eine Nullspannungsschaltung (ZVS) und damit einen sehr hohem Wirkungsgrad. Typische MOSFETs mit einer VDSS von 500 V bis 600 V können für Resonanz-Halbbrücken-Stromversorgungen verwendet werden. Toshiba bietet ferner MOSFETs mit einer Hochgeschwindigkeitsdiode (HSD) an, die eine kurze Sperrverzögerungszeit (trr) haben und sich damit für Anwendungen anbieten, bei denen es aufgrund eines regenerativen Stromflusses durch die Body-Diode zu Rückstromverlusten kommt.

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共振ハーフブリッジ型AC-DC電源の回路例

Blocking Diode PFC MOSFET PFC Controller ICs Main Switch MOSFET Photocoupler Gate Driver Rectification MOSFET Oring MOSFET

Dokumente

Whitepaper

Whitepaper
Name Outline Date of issue
Describes the features of the DTMOSV series and the improvements from the previous series 9/2017

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  • DTMOS Applications (Noise Reduction)
Describes the mechanism of noise generation and noise reduction techniques coming soon

Application Note

Application note
Name outline Date of issue
Provides hints and tips based on simulation results to help you reduce the chip temperature of discrete semiconductor devices. 01/2018
The high dv / dt between the drain and the source of the MOSFET can cause problems and explain the cause of this phenomenon and its countermeasures. 12/2017
Describes mechanism of avalanche phenomenon, I will explain durability and countermeasures against it 12/2017
describes how to reduce the chip temperature of discrete semiconductor devices. 12/2017
describes how to calculate the temperature of discrete semiconductor devices. 12/2017
discusses temperature derating of the MOSFET safe operating area. 12/2017
When a rapidly rising voltage is applied between the drain and source of the MOSFET,the MOSFET may malfunction and turn on, and its mechanism and countermeasures will be explained. 12/2017
Describes the guidelines for the design of a gate driver circuit for MOSFET switching applications and presents examples of gate driver circuits 11/2017

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Describes current imbalance in parallel MOSFETs and the mechanism of parasitic oscillation 11/2017

user registration

Describes the oscillation mechanism of MOSFETs for switching applications 11/2017

user registration

Describes thermal equivalent circuits, examples of channel temperature calculation and considerations for heatsink attachment 2/2017
Describes planar, trench and super-junction power MOSFETs 11/2016
Describes the absolute maximum ratings, thermal impedance and safe operating area of power MOSFETs 11/2016
Describes electrical characteristics shown in datasheets 11/2016
Describes how to select power MOSFETs, temperature characteristics, the impacts of wires and parasitic oscillation, avalanche ruggedness, snubber circuits and so on 11/2016

Video


  • Schaltkreisübersicht

    Resonanz-Halbbrücken-Stromversorgungen schalten abwechselnd zwei Transistoren ein und weisen eine hohe Transformatorauslastung auf. Gleichzeitig führt die Resonanz zu einer Reduzierung des Schaltverlusts, sodass eine hohe Leistungsumwandlungseffizienz erreicht wird.

    Resonanz-Halbbrücken-Stromversorgungen können für Hochleistungs-Stromversorgungsanwendungen genutzt werden und kommen häufig in Netzteilen mit einer Kapazität von 150 W bis 1 kW zum Einsatz.

    Zur Vermeidung von Shoot-Through-Strömen benötigen Resonanz-Halbbrücken-Stromversorgungen eine Stillstandszeit, in der Q1 und Q2 nicht gleichzeitig eingeschaltet werden. Das Auftreten von polarisierten Magnetisierungen ist aufgrund der Schaltungskonfiguration unwahrscheinlich. 

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  • Betrieb

    1.  Q1 wird eingeschaltet. Dadurch wird eine Spannung an den Resonanzkreis mit Lr, L und Cr angelegt und Cr geladen.
    Der Ladestrom wird über L an die Sekundärwicklung geleitet. Dieser Resonanzstrom steigt allmählich bis auf den Spitzenwert an. Da die auf L angelegte Spannung während des Ladens von Cr abnimmt, beginnt auch der Resonanzstrom zu sinken.
    Der Erregerstrom fließt jedoch weiter durch Lm.

    2.  Q1 wird ausgeschaltet. Der Erregerstrom lädt die parasitäre Kapazität von Q1 (Cds1) und entlädt die parasitäre Kapazität von Q2 (Cds2).
    Daraufhin fließt ein Strom über Dq2. Daher wird Vds1 nicht sofort erhöht und Vds2 nicht sofort gesenkt.

    3.  Wenn Vds2 Null erreicht, wird Q2 eingeschaltet und dadurch die in Schritt 1 in Cr gespeicherte Ladung entladen.
    Dieser Strom wird über L an die Sekundärwicklung übertragen.
    Da die an Cr angelegte Spannung sinkt, nimmt auch die an L angelegte Spannung ab, wodurch sich der Strom allmählich verringert.
    Der Erregerstrom fließt jedoch weiter durch Lm.

    4.  Q2 wird ausgeschaltet. Wie in Schritt 2 wird Cq1 entladen und Cq2 geladen.

    1.  Wenn Vds1 Null erreicht, wird Q1 eingeschaltet.


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