充电器设计-交叉导通

交叉导通（cross conduction）这个词用来描述半桥或全桥推挽变换器中可能出现的潜在破坏情况。

参考图中的电路，该问题可以得到很好的解释。在这个半桥电路中明显可以看出：如果Q1和Q2同时都导通，他们将充电器直接短路，图中的T1和T2是电阻抗很小的电流变换器。由于有大的破坏性电流通过开关器件，这通常将导致该器件立刻损坏。

显然，两个晶体管同时导通时电路不能正常工作，而产生交叉导通的原因还得追溯到开关晶体管的过大存储时间。图1。19。2中显示两个半桥晶体管Q1和Q2在100%工作周期的方波、完全导通情况下典型的基极驱动电流和集电极电流波形图。如图所示，由于存储时间t1-13的存在，交叉导通发生了。

在图的上面波形中，Q1的基极驱动在t1时刻移去，Q1关断期和Q2导通期开始。由于晶体管Q1存在不可避免的存储时间，它的集电极电流在稍后的t3时刻还没有完全关断。同时，下面那个晶体管Q2导通，如图所示下面的波形。对双极型晶体管来讲，导通延时通常小于存储时间。因此如果采用全部100%工作周期进行推挽基极驱动，在t2-t3的短时间段内两个器件均会导通。由于它们直接并联在充电器上，充电器的低内阻使得大的集电极电流流过。图中Q1和Q2的波形图展示了这种效应。

如果充电器的内阻非常小同时又没有限流器件，交叉导通产生的大的破坏性电流通过Q1和Q2，过大的应力会使晶体管被损坏。

防止交叉导通

传统的用来防止交叉导通的方法就是在两个交替导通驱动脉冲之间提供一个死区时间，此时两个晶体管都关断。这个死区时间必须要有足够大的宽度，确保两个功率开关管导通区间在任何情况下都不会重叠。

但明显一模一样的器件，它们的存储时间却有较大的不同。该存储时间还是温度、驱动电流以及集电极电流负载的函数。因此为保证有足够安全的界限，需要仔细考虑足够长的死区时间，但这会减少脉宽控制的有效性和范围。

很清楚，允许有100%的控制脉宽而又不出现交叉导通危险的系统是受欢迎的。下面描述的禁止交叉导通技术提供的动态控制将很好地满足这个要求。

禁止交叉耦合

图表示一种推挽变换器的基本部件，采用动态交叉耦合来达到禁止交又导通的发生。

与前面的例子类似，如果推挽变换器中Q1和Q2同时导通，那么变压器T：的原边将短路，大电流将流过晶体管，这样可能给电路带来灾难性后果。

在图中，与门U2和U3可以阻止交叉导通，这些门电路通常是主控C电路的一部分。该电路展示了采用全工作周期方波基极驱动的工作情况。在以前的情况，这将产生严重的交叉导通问题。而在此电路中，由于交叉耦合禁止输入门电路的作用从而阻止了交叉导通，禁止输入信号是由电阻R3和R4提供的，且取决于Q1和Q2的导通状态。