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本帖最后由 la45088d1 于 2023-7-15 12:13 编辑
电路实物图如图所示，包含功率部分和反馈及驱动部分：反馈比较器是AD8612，时序控制是STC15W204，驱动是UCC25725，MOSFET是IPG20N10S4L-35A
上电启动波形如图所示，可以看到基本平滑进入稳定区间，没有很强烈的冲击。先同时导通两个管子使得电感电流建立一个相对合理的初始值（预设约1A左右），然后释放其中一相使之建立第一个振荡半周期，然后根据谐振电压的过零点进行换向，振荡得以维持。
稳态振荡波形如图所示，显示了某一相的栅极驱动信号和漏极的谐振信号，可以看到是相对完美的ZVS状态；还显示了输出电压和某一项漏极谐振信号（带了20W负载，波形有失真）
零电压开启和关断瞬间放大图如图，可以看到电路能够实现时机合适的完美零电压开启，也实现了零电压关断，但是关断时间稍有滞后，大概480ns的延迟，由于比较器的传输延迟和MCU对下降沿中断的响应时间导致的。这个迟滞也影响了电路最高工作频率，实测频率高于60KHz这个延迟就能够造成明显影响。
MOSFET的驱动波形如图所示，可以看出存在一个很短的共态导通时间，这也是有意而为之，如果驱动波形加入死区会导致续流电感没有电流通路，其能量将会给MOSFET的DS寄生电容充电发生谐振引起极高的尖峰。因此每次换向之前都是先开启另一相的驱动信号再关闭本相的驱动信号从而制造一个短暂的共态导通时间。
电路简化图如图，MCU输出驱动信号经由栅极驱动器放大后驱动MOSFET，MOSFET的漏极谐振波形通过比较器整形后送入MCU的外部中断引脚。振荡器的启动时序如图所示，在En端高有效后MCU会同时导通两个MOSFET一段时间（约20us，0 - tS），此时两个续流电感在电源电压的作用下电流线性上升，完成预充能。随后B相关闭，A相维持开启，此时在B项的漏极应该能检测到谐振电压的上升，MCU将在1.5us后对B相电压进行检测，否则将会超时停机，设置错误标志位；如果检测到了谐振电压，则进入零点跟踪阶段，MCU设置90us的超时时间，并启动外部中断，当发生谐振电压自然过0时，立即触发中断进入换向（tS - tBZC），如果发生超时则关闭输出并设置错误标志位（tS - tTO）。
振荡器的启动时序如图所示，在En端高有效后MCU会同时导通两个MOSFET一段时间（约20us，0 - tS），此时两个续流电感在电源电压的作用下电流线性上升，完成预充能。随后B相关闭，A相维持开启，此时在B项的漏极应该能检测到谐振电压的上升，MCU将在1.5us后对B相电压进行检测，否则将会超时停机，设置错误标志位；如果检测到了谐振电压，则进入零点跟踪阶段，MCU设置90us的超时时间，并启动外部中断，当发生谐振电压自然过0时，立即触发中断进入换向（tS - tBZC），如果发生超时则关闭输出并设置错误标志位（tS - tTO）。
系统电路图如图，实际参数可能略有不同：
经过了暴力测试得出以下结论：本实验实现了一个使用栅极驱动器和MCU构成的时序触发式自激ZVS振荡器，在保证MOSFET驱动良好的情况下高效的实现功率变换。但是由于实现原理和器件性能所限，仍存在着关断时间延后，负载稳定性较差，当负载跳变容易引发时序丢失导致震荡停止的问题。并且还发现带载几乎不能正常启动容易进入异常振荡状态，多次异常启动容易击穿MOSFET，固件还需要改进。
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雷达卡
发表于 2023-7-13 20:21:39
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千斤顶
发表于 2023-7-13 20:33:04
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