半橋LLC空載電壓尖峰的電路設計改善方案

半橋LLC空載電壓尖峰問題可通過改善電路設計解決。采用小漏源電容和良好恢復特性的功率管，減少導通死區時間，可消除直通電流，降低電壓尖峰。死區時間變化可能影響ZVS狀態和DC/DC輸出二極管電壓應力。

半橋LLC空載電壓尖峰的電路設計改善方案

半橋電路在空載時，由于上管的占空比很小（可能為0），電路下面的諧振電容電壓會很低，這就容易導致了下管在導通時，流過諧振電感的電流不能反向。今天分享在網上看到的干貨。

在半橋電路中，當下管關斷后下管的體二極管進行續流時，上管被開通了，導致了“瞬時直通”，直通電流被二極管強迫恢復關斷，隨后在寄生電感上造成壓降，疊加在下管（關斷狀態）。

“瞬時直通”的主要原因是因為功率管漏源電容瞬時充放電，反向二極管的反向恢復。

如果想要減少功率管的電壓尖峰，可以采用漏源電容更小和恢復特性比較好的功率管，能夠在體二極管關斷時，更快消除直通電流，減少電壓尖峰。

此外，當想要減少上下管的導通死區時間，可以在下管關斷后，二極管還沒完全導通的時候，將上管開通，減少反向恢復電流（電流通過功率管本體然后功率管關斷比電流流過反向二極管后關斷的反向恢復電流要小），這樣也可以達到降低電壓尖峰的目的。

我們拿死區時間為190nS和120nS來測試，這是 死區190nS時的下管電壓尖峰

死區120nS時的下管電壓尖峰

可以看出，將死區時間減少到120nS，下管的電壓尖峰會從620V下降到496V，從而滿足降額。

這里要注意，如果是工作在ZVS狀態，死區時間對功率管的電壓應力就不會有影響，但如果工作在非ZVS狀態，在空載狀態時，功率管和輸出二極管的電壓應力為最大，也就是說，如果死區的改變導致了功率管ZVS狀態發現變化，同時也需要主要DC/DC輸出二極管的電壓應力。