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】工(gong)程(cheng)師(shi)對(dui)於(yu)提(ti)升(sheng)電(dian)源(yuan)效(xiao)率(lv)有(you)特(te)定(ding)的(de)方(fang)法(fa),專(zhuan)家(jia)采(cai)用(yong)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)以(yi)較(jiao)低(di)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)節(jie)點(dian)電(dian)壓(ya),但(dan)是(shi)仍(reng)存(cun)在(zai)挑(tiao)戰(zhan)。而(er)這(zhe)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)就(jiu)在(zai)於(yu)如(ru)何(he)製(zhi)定(ding)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve),使(shi)驅(qu)動(dong)組(zu)件(jian)的(de)優(you)勢(shi)最(zui)大(da)化(hua)。
zhongsuozhouzhi,tongbuzhengliuqinenggouyijiaodidedianzushikaiguandianyajiangtidaizhengliuqijiediandianya,dafutishengdianyuanxiaolv。qitiaozhanzaiyuzhidingwenjiandekongzhicelve,qudongzujianbingzuidahuaqiyoushi。yulianxudefanjixiangbi,tongbuzhengliuqizaifeilianxudefanjizhongyunxinggengjutiaozhanxing。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。
使(shi)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)在(zai)非(fei)連(lian)續(xu)反(fan)激(ji)中(zhong)工(gong)作(zuo)的(de)關(guan)鍵(jian),在(zai)於(yu)讓(rang)它(ta)們(men)像(xiang)其(qi)所(suo)替(ti)代(dai)的(de)二(er)極(ji)管(guan)一(yi)樣(yang)工(gong)作(zuo),即(ji)在(zai)電(dian)流(liu)轉(zhuan)向(xiang)時(shi)必(bi)須(xu)將(jiang)它(ta)們(men)關(guan)掉(diao)。傳(chuan)統(tong)方(fang)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)緩(huan)衝(chong)電(dian)流(liu)變(bian)壓(ya)器(qi),並(bing)在(zai)電(dian)流(liu)處(chu)於(yu)正(zheng)確(que)方(fang)向(xiang)時(shi)提(ti)供(gong)正(zheng)驅(qu)動(dong)電(dian)壓(ya),當(dang)電(dian)流(liu)在(zai)相(xiang)反(fan)方(fang)向(xiang)時(shi)逆(ni)轉(zhuan)該(gai)驅(qu)動(dong)。其(qi)短(duan)板(ban)在(zai)於(yu)電(dian)流(liu)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)尺(chi)寸(cun)以(yi)及(ji)用(yong)於(yu)緩(huan)衝(chong)的(de)數(shu)個(ge)分(fen)立(li)式(shi)組(zu)件(jian)。
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。
zongeryanzhi,yonghubunengzixingweifeilianxudefanjibianhuanqichuangjianziqudongtongbuzhengliuqi。womenxuyaotianjiayixiedianlulaipanduanqudongtamendeshijian,erqudongdianliubianyaqiyijibandaotidianludounengshixianzheyiyingyong,qizhongbandaotidianluzaichicunhechengbenshangyouxiangduiyoushi。xianzaiyiyouruoganchangshangkaifalezhexiedianlu,dantamenkenengxuyaoshidangdejiekoulaihuanchongcainengyudianyuanzhongdegaodianyajidadianliupipei。
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