如何自制最简单zvs升压电路图?其操作步骤解析

zvs即所谓零电压开关(zvs)/零电流开关(zcs)技术,或称软开关技术,小功率软开关电源效率可提高到80%~85%。接下来将详解介绍zvs原理及如何自制zvs的升压电路图以及它的操作步骤。
zvs经典原理: 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。
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。
zvs升压电路图制作:
zvs原装电路图
实物电子元件连接图
4节锂电池为14.8v,电流以最大1c的放电率来算为2.6a,功率理论可以做到38.48w(不包括损耗)。变压器按照14比230来绕,不过不能带动某些负载如电动机等等,开关电源可以。
注意稳压管一定要加,防止ge击穿。二极管用400v以上的,还有那个谐振电容一定要有好的,如安规系列,用普通涤纶的会烧爆。
快恢复二极管一般用fr107、
电容器不用太贵的,用普通的电磁炉0.3uf电容两个并联就行了。
uf4007比fr307快得多,那个管子电流要求不是那么高。
注意。这个逆变器输出是高频正弦波交流电。电动机无法运作。凡是用传统铁芯变压器的也一概不好使。日光灯如果用电子镇流器。请把里面的整流用4007换fr107.节能灯同理。或者在外面用快恢复整流以后直接送进镇流器/节能灯。
开关电源。考虑到内部整流管的能力,也不一定可以。能行的话给开关电源换快恢复。或者干脆外部整流以后送进去。
想要带动电动机之类的需要50hz正弦波逆变器,那个就很很很复杂了。
至于变压器。拆个高压包,在磁芯上面自己绕。初级多股线并绕6圈中间抽头也就是3+3.次级60左右[这个变压器参数12v输入标准。输入电压有变请自行计算。]。电容用安规电容。但是功率稍大就发热。可以考虑用电磁炉。
注意初级不能开路,会烧管子的,在一个就是多准备些稳压管和快恢复,如果电容不好的话 击穿后容易烧稳压管和快恢复。

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