專家支招:使用同步整流器提高非連續反激效率
發布時間:2014-11-30 責任編輯:echolady
【導讀】gongchengshiduiyutishengdianyuanxiaolvyoutedingdefangfa,zhuanjiacaiyongtongbuzhengliuqiyijiaodidianzushikaiguandianyajiangtidaizhengliuqijiediandianya,danshirengcunzaitiaozhan。erzhegetiaozhanjiuzaiyuruhezhidingkongzhicelve,shiqudongzujiandeyoushizuidahua。
眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi),同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)能(neng)夠(gou)以(yi)較(jiao)低(di)的(de)電(dian)阻(zu)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)壓(ya)降(jiang)替(ti)代(dai)整(zheng)流(liu)器(qi)結(jie)點(dian)電(dian)壓(ya),大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)電(dian)源(yuan)效(xiao)率(lv)。其(qi)挑(tiao)戰(zhan)在(zai)於(yu)製(zhi)定(ding)穩(wen)健(jian)的(de)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve),驅(qu)動(dong)組(zu)件(jian)並(bing)最(zui)大(da)化(hua)其(qi)優(you)勢(shi)。與(yu)連(lian)續(xu)的(de)反(fan)激(ji)相(xiang)比(bi),同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)在(zai)非(fei)連(lian)續(xu)的(de)反(fan)激(ji)中(zhong)運(yun)行(xing)更(geng)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)。圖(tu) 1 是反激式同步整流器的簡化原理圖及相關波形。在 t=0 時,主開關 Q1 導通,其漏極電流迅速增大。

圖 1:自驅動同步整流器無法自然地在非連續反激中整流
隨後關斷開關,變壓器繞組線端點上的電壓上升,直至 Q2 的體二極管將變壓器上的電壓鉗製到輸出電壓之下。注意,Q2 的柵極比其源極更活躍。這樣,電流不僅可從體二極管到 MOSFET 通道的地方進行整流,而且還可提高整流效率。該電路可通過變壓器連接的正向柵源電壓被有效鎖存。
在此期間,磁化電感會放電並轉向相反方向。為退出這一狀態,必須導通 Q1,逆轉Q2 柵極電壓使之關斷。這是一個極具壓力的事件,兩個晶體管同時導通,電流及電壓峰值都非常高。這一 簡單電路一般在持續導通狀態下運行,在整個過程中至少有一個開關處於導通狀態。
shitongbuzhengliuqizaifeilianxufanjizhonggongzuodeguanjian,zaiyurangtamenxiangqisuotidaideerjiguanyiyanggongzuo,jizaidianliuzhuanxiangshibixujiangtamenguandiao。chuantongfangfashicaiyonghuanchongdianliubianyaqi,bingzaidianliuchuyuzhengquefangxiangshitigongzhengqudongdianya,dangdianliuzaixiangfanfangxiangshinizhuangaiqudong。qiduanbanzaiyudianliubianyaqidechengbenhechicunyijiyongyuhuanchongdeshugefenlishizujian。
同步整流器被移動至變壓器的低側,由控製芯片提供定時和柵極驅動功能。其優勢在於將源極直接連接到地麵,而且可直接驅動柵極。

圖2:IC 通過感測整個漏極電壓的電壓轉向,正確驅動同步整流器的柵極
由(you)於(yu)該(gai)設(she)備(bei)通(tong)過(guo)監(jian)控(kong)漏(lou)源(yuan)極(ji)電(dian)壓(ya)來(lai)運(yun)行(xing),因(yin)此(ci)在(zai)源(yuan)極(ji)將(jiang)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)到(dao)地(di)麵(mian)時(shi),該(gai)電(dian)路(lu)也(ye)不(bu)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)。這(zhe)一(yi)電(dian)路(lu)現(xian)在(zai)發(fa)揮(hui)著(zhe)非(fei)連(lian)續(xu)反(fan)激(ji)作(zuo)用(yong),右(you)邊(bian)顯(xian)示(shi)的(de)是(shi)一(yi)些(xie)理(li)想(xiang)的(de)波(bo)形(xing)。需(xu)要(yao)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)輸(shu)出(chu)整(zheng)流(liu)器(qi)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)應(ying)力(li),也(ye)就(jiu)是(shi) IC 上的漏極電壓 (VD) 連接。由於振鈴原因,這個電壓實際上會更高。但理想情況下,電壓等於反射的輸入電壓加上輸出電壓。如果輸出電壓大於 5V,或者如果支持寬泛的輸入電壓,該節點上的電壓會輕鬆超過該 IC 50V 的額定電壓。
圖3:是一款簡單的低成本電路,其運行電壓額定值大約相當於包括兩個組件的VD pin。正如圖中右邊所示,VD pin上的電壓受限於輸出電壓。在初級 FET Q1 導通時,Q2 和 Q3 漏極上的電壓等於反射輸入電壓加輸出電壓。由於 Q3 的柵極與輸出電壓相連,因此源極電壓大約會比閾值電壓低。在 Q2 導通時,Q3 體二極管導通,其源極被降至輸出電壓以下,從而可增強 Q3 性能,使 VD pin與 Q3 漏極相連。

圖 3:簡單的鉗位能擴展可用工作電壓範圍。
總(zong)而(er)言(yan)之(zhi),用(yong)戶(hu)不(bu)能(neng)自(zi)行(xing)為(wei)非(fei)連(lian)續(xu)的(de)反(fan)激(ji)變(bian)換(huan)器(qi)創(chuang)建(jian)自(zi)驅(qu)動(dong)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)。我(wo)們(men)需(xu)要(yao)添(tian)加(jia)一(yi)些(xie)電(dian)路(lu)來(lai)判(pan)斷(duan)驅(qu)動(dong)它(ta)們(men)的(de)時(shi)間(jian),而(er)驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)變(bian)壓(ya)器(qi)以(yi)及(ji)半(ban)導(dao)體(ti)電(dian)路(lu)都(dou)能(neng)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)應(ying)用(yong),其(qi)中(zhong)半(ban)導(dao)體(ti)電(dian)路(lu)在(zai)尺(chi)寸(cun)和(he)成(cheng)本(ben)上(shang)有(you)相(xiang)對(dui)優(you)勢(shi)。現(xian)在(zai)已(yi)有(you)若(ruo)幹(gan)廠(chang)商(shang)開(kai)發(fa)了(le)這(zhe)些(xie)電(dian)路(lu),但(dan)它(ta)們(men)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)適(shi)當(dang)的(de)接(jie)口(kou)來(lai)緩(huan)衝(chong)才(cai)能(neng)與(yu)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)高(gao)電(dian)壓(ya)及(ji)大(da)電(dian)流(liu)匹(pi)配(pei)。
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