ZVS - Halbbrücke - Induktion

[Tobias T. (ignoty)]

Moin,

kann mir jemand erklären, wie ZVS bzw. soft switching bei der folgenden 
Schaltung funktioniert: 
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00115561.pdf

Das Funktionsprinzip der Schaltung habe ich an sich verstanden, nur beim 
Thema ZVS steh ich noch komplett auf dem Schlauch.

Relevante Seiten (Schaltpläne) sind die Seiten 8-12 beim angegebenen 
Link.


Gruß Tobias

[IUnknown (Gast)]

Das ZVS Signal in den Oszilloskopbildern ist wohl als Timer gedacht, 
aber ich vermute du willst eher wissen wie die Brücke im ZVS Betrieb 
arbeitet.

Die Grundidee beim ZVS ist, im Nulldurchgang der Spannung einzuschalten. 
Das hat den Vorteil dass die Drain-Source Kapazität der Transistoren 
entladen ist und man diese beim Einschalten nicht kurzschließt. Würde 
man sie kurzschließen würde in jedem Zyklus die darin gespeicherte 
Energie in Wärme umgesetzt werden. Bei hohen Spannungen (welche bei 
quasi allen 230V-Netz basierten Schaltungen auftreten) sind diese 
Verluste teils enorm.

Die Frage ist jetzt wie man diesen Zustand erreichen kann. Bei einer 
Halbbrücke geht das zum Glück ganz einfach. Die beiden 
Schwingkreiskondensatoren kannst du dir gedanklich zu einem denken.

Schaltet man jetzt den Oberen Transistor an beginnt der Strom in der 
Spule zu steigen. Schaltet man ihn wieder aus hält die Induktivität den 
Strom weiter aufrecht. Dieser Strom wird aus dem Schaltknoten 
"abgesaugt" und sorgt dafür dass sich die Kapazität dieses Knotens 
entläd. Dabei sinkt die Spannung. Sobald die Spannung unter 0V gefallen 
ist, beginnt die Bodydiode des unteren Transistores zu leiten und hält 
die Spannung auf diesem Level. Der Strom in der Induktivität nimmt dabei 
ab.

Jetzt schaltet man den unteren Transistor ein. Beachte dass das 
einschalten verzögert zum ausschalten des oberen Transistors erfolgt, 
damit der Knoten zeit hat entladen zu werden.

Sobald der untere Transistor eingeschaltet wird übernimmt er den 
Stromfluss der Diode. Zwar ändert sich die Spannung etwas aber ansonsten 
passiert nicht viel. Sobald der Strom in der Induktivität allerdings auf 
Null ist liegt dank des eingeschalteten Transistors weiterhin eine 
Spannung über der Induktivität an, der Strom sinkt weiter und wird 
negativ. Er fließt jetzt von dem Zwischenkreiskondensator über die 
Induktivität durch den unteren Transistor.

Nach einiger Zeit wird der untere Transistor abgeschaltet. Die 
Induktivität zwingt den Strom weiterhin in den Knoten. Da die Ladung 
nicht abfließen kann steigt die Spannung an, der Knoten wird aufgeladen. 
Sobald die Spannung VCC erreicht hat leitet die Diode des oberen 
Transistors und begrenzt die Spannung. Gleichzeitig wird der Strom in 
der Induktivität steigen (Vorzeichen beachten) und positiv werden. Ab 
hier sind wir wieder am Ausgangspunkt angelangt.

[Tobias T. (ignoty)]

Vielen Dank, das Hilft mir doch schon deutlich weiter und ich glaube ich 
hab es auch verstanden.