開關電源死區時間是什么？詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-07-30
在開關電源中，死區時間是指開關管切換時兩個管子關閉的時間差。死區時間是為了避免上下管同時打開導致燒管的危險而設置的。死區時間會對開關電源的效率、穩定性和壽命產生影響，因此降低死區時間對提高開關電源的效率和可靠性非常重要。
死區時間（Dead Time）是指在開關管轉換過程中，關閉管與開啟管之間需要相應一段時間（通常為幾納秒到數微秒不等），以保證兩個管之間不會同時導通而導致短路的現象。換句話說，死區時間是指關閉一個管，必須等待一定時間才能開啟另一個管。而死區產生的原因主要是開關管不可避免的開關延遲和間隙。
死區時間的影響因素
1.開關管特性
開關管的特性如開關時間、截止時間、導通電阻等，都會影響死區時間的大小。其中，開關時間越大，死區時間越小，截止時間越小，死區時間越大。
2.負載電感
負載電感的大小也會影響死區時間。負載電感越大，死區時間越小，原因是負載電感會抑制電壓和電流的上升和下降速度，并儲存一定的電能，減少開關轉換時交流電壓變化的時間。
3.電容
電容的存在也是影響死區時間的因素。當開關管切換時，電容能夠提供瞬時的電流，緩沖電流變化的過程，減小死區時間。
4.輸入電壓
開關電源的輸入電壓大小也會影響死區時間，因為輸入電壓的大小不同，電路中的電流和電壓變化速度也就不同，進而影響死區時間的大小。
死區時間對開關電源的影響
1.消耗功率
在死區時間內，兩個開關管都關閉狀態下，此時電源瞬時不提供負載電流，因此產生的功率損耗是開關電源的一個主要問題。
2.滯后現象
死區時間的大小會使開關管導通時出現滯后現象，即開關管的導通時間會受到死區時間的限制，導致開關管不能及時響應控制信號，從而影響整個電源的工作效率。
3.EMC問題
死區時間的存在很容易引起EMC問題。在轉換前后階段，開關管的工作狀態不同，可能會產生較大的電磁干擾噪聲，從而干擾其他電路的工作。
為什么需要死區時間？
死區時間控制通過控制MOSFET驅動器的導通時間來防止直通電流在開關轉換期間流過主功率FET。在低側FET的柵極驅動電壓較低之前，不允許高側驅動器導通，在功率FET結處的電壓（Vdrain）較低之前不允許低側驅動器導開；TTL兼容DT端子連接到功率FET的結點。
典型的死區時間
如何降低死區時間和提高開關電源的效率
1. 采用較低導通電阻的 MOSFET 作為同步管代替續流二極管；
2. 降低寄生二極管的導通電阻，如增加通電區面積；
3. 恰當設置死區時間，避免上下管同時打開，可調節死區時間的大小以提高開關電源的效率。
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