Dieser recht rudimentäre 555-LLC-converter eignet sich schon mal zur Veranschaulichung der Schaltvorgänge.
Beginnen wir mit dem Einschaltvorgang, der Einfachheit halber stellvertretend auf der "low-side".
Im abgeschalteten Zustand liegt am gate eine negative Spannung.
Gegen Ende der Aus-Zeit steigt diese an und erreicht schließlich einen positiven Pegel.
Ein 600V-MOSFET schaltet typischerweise bei 4..5V ein.
Der Verlauf der zugehörigen drain-source-Spannung ist naturgemäß entgegengesetzt,
die anfangs maximale Amplitude fällt beim Einschalten abrupt auf Null.
Interessant ist nun die genauere Betrachtung:
In diesem Falle ist die drain-source-Spannung gerade bei Null angekommen,
wenn die gate-source-Spannung die Nulllinie kreuzt.
Und natürlich ist die drain-source Spannung immer noch Null,
wenn, kurz danach, die gate-Spannung +4V überschreitet:
Also schaltet der MOSFET bei 0V drain-source-Spannung ein.
Das nennt man (Z)ero (V)oltage (S)witching und genau das
ist der ZauberTrick der Einschaltverluste rückstandslos verschwinden läßt.
Wohlgemerkt geht es hier ausschließlich um zusätzliche Verluste während des Einschaltens,
die anschließenden Durchflußverluste bleiben natürlich bestehen
Wenn also die drain-source-Spannung auf Null fällt, bevor der MOSFET überhaupt durchschaltet,
stellt sich die Frage, wieso überhaupt diese scharfe Abschaltflanke zustande kommen kann.
Die Antwort lautet: Durch einen induktiven Laststrom.
Wenn also der HiSideMOSFET eine induktive Last treibt, wird in dem Moment,
wo der HiSideMOSFET abschaltet, der induktive Strom eine Gegenspannung erzeugen,
sichtbar als fallende Flanke am Halbbrückenausgang.
Die Übergangszeit ergibt sich aus dem Induktionsstrom im Abschaltmoment,
der als Konstantstrom die wirksame Kapazität am Halbbrückenausgang umladen muß.
Zur Abschätzung eine kleines Zahlenbeispiel
die Verschiebungs-Ladung am Brückenausgang sei 100nC
der Induktionsstrom sei +-1A
Dann beträgt die Umschaltzeit 100nC/1A = 100ns
Um verlustfrei per ZVS einzuschalten, muß also in diesem Falle nach Abschaltung der HiSide
mindesten 100ns gewartet werden, bis die LoSide einschaltet.
Dies ist die Totzeit, während der beide Schalter gesperrt sind.
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