“提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率的二次側(cè)同步整流電路設(shè)計”相關(guān)的文章共14篇,本文是最后一篇。
本文的背景是近年來對AC/DC電源的效率要求越來越高,其中一種提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率的方法是將現(xiàn)有的主流方式–二極管整流方式改為效率有望進一步提高的同步整流方式。然而,要想將AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式,這當(dāng)中存在一些課題。中等功率以下的AC/DC轉(zhuǎn)換器多采用PWM反激方式,并根據(jù)條件以連續(xù)模式工作。如果將這種方式簡單地改為同步整流方式的話,在連續(xù)模式工作時可能無法正??刂?,一次側(cè)開關(guān)元件和二次側(cè)整流元件同時導(dǎo)通,可能會因直通電流(Flow-through Current)導(dǎo)致元件損壞。因此,就需要一些方法,比如添加防止同時導(dǎo)通的電路、采用不會以連續(xù)模式工作的準(zhǔn)諧振方式、或使用時僅通過不連續(xù)模式工作等。
針對這些課題,ROHM推出了為將二極管整流式AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式而開發(fā)的二次側(cè)同步整流控制器IC “BM1R001xxF系列”,在本系列文章中,介紹了使用該系列IC將二極管整流的AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式的設(shè)計案例。
下面匯總了相關(guān)各篇文章的關(guān)鍵要點。同時附有各篇文章的鏈接,便于您一并使用。
<提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率的二次側(cè)同步整流電路設(shè)計>
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前言
關(guān)鍵要點
?由于各國的嚴(yán)格規(guī)定,改善AC/DC轉(zhuǎn)換器的效率已經(jīng)是勢在必行的事情。
?反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器采用二次側(cè)同步整流方式存在著要避免直通/擊穿狀態(tài)等課題。
?已經(jīng)開發(fā)出用來實現(xiàn)二次側(cè)同步整流的控制器IC。
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設(shè)計步驟
關(guān)鍵要點
?設(shè)計步驟大致如下:
?1. 同步整流電路部的設(shè)計:同步整流用MOSFET的選型、控制IC的選型、外圍部件的選型
?2. 分流穩(wěn)壓器電路部的設(shè)計
?3. 故障排除(Trouble Shooting)
?4. 特性評估 -
用于設(shè)計的IC
關(guān)鍵要點
?BM1R001xxF系列由強制OFF時間不同的5款機型組成。
?封裝采用小巧而簡單的SOP8封裝。
?分流穩(wěn)壓器具有消耗電流低和精度高的特點,可通過降低控制電路電流來減少待機功率。
?同步整流控制器支持所有模式:不連續(xù)~臨界~連續(xù)模式,因此也適用于PWM方式的轉(zhuǎn)換器。
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電源規(guī)格和替代電路
關(guān)鍵要點
?在該設(shè)計案例中,將二極管整流的AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式。
?改為同步整流方式的方法有低邊型和高邊型兩種。
?改為同步整流方式雖然會使外置部件略有增加,但對于解決AC/DC轉(zhuǎn)換器的課題–提高效率(尤其是待機時的效率)來說,是很有效的方法。
- 同步整流電路部:同步整流用MOSFET的選型
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同步整流電路部分:電源IC的選擇
關(guān)鍵要點
?確認現(xiàn)有電路的工作和各種條件,確定設(shè)計所用的電源IC。
?設(shè)置最大導(dǎo)通時間,防止一次側(cè)和二次側(cè)的MOSFET同時導(dǎo)通帶來的破壞。
?計算強制關(guān)斷時間,并選定相應(yīng)的BM1R001xxF系列。
?BM1R001xxF系列擁有強制關(guān)斷時間不同的5款機型。
- 同步整流電路部分:外圍電路部件的選型-DRAIN引腳的D1、R1、R2
- 同步整流電路部分:外圍電路部件的選型-MAX_TON引腳的C1、R3以及VCC引腳
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分流穩(wěn)壓器電路部分:外圍電路部件的選型
關(guān)鍵要點
?通過BM1R00147F的分流穩(wěn)壓器電路部分的外圍部件設(shè)置來設(shè)置輸出電壓。
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故障排除(Trouble Shooting)①:當(dāng)二次側(cè)MOSFET立即關(guān)斷時
關(guān)鍵要點
?這是對現(xiàn)有隔離型反激式轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的替換,因此充分確認實際的運行情況是非常重要的。
?噪聲引發(fā)二次側(cè)MOSFET誤動作時,可在DRAIN引腳的電路中添加鐵氧體磁珠,或加大濾波用電阻的阻值。
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故障排除(Trouble Shooting) ②:當(dāng)二次側(cè)MOSFET在輕負載時因諧振動作而導(dǎo)通時
關(guān)鍵要點
?這是對現(xiàn)有隔離型反激式轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的替換,因此充分確認實際的運行情況是非常重要的。
?輕負載時二次側(cè)MOSFET可能會受諧振動作影響而導(dǎo)通,大致有4種對策。
?1) 減小DRAIN引腳連接電阻R1
?2) 改用強制關(guān)斷時間長的型號(IC)
?3) 在二次側(cè)MOSFET的漏極-源極間添加緩沖電路
?4) 減小變壓器的匝比Ns / Np?各對策都存在需要權(quán)衡的注意事項。
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故障排除(Trouble Shooting) ③:當(dāng)VDS2受浪涌影響而超過二次側(cè)MOSFET的VDS耐壓時
關(guān)鍵要點
?這是對現(xiàn)有隔離型反激式轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的替換,因此充分確認實際的運行情況是非常重要的。
?VDS2受浪涌影響有時可能會超過二次側(cè)MOSFET的VDS耐壓,大致有3種對策。
?1) 在二次側(cè)MOSFET的漏極-源極間插入電容
?2) 加大一次側(cè)MOSFET的柵極阻值
?3) 減小變壓器的匝比Ns/Np,降低VDS2?各對策都存在需要權(quán)衡的注意事項。
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二極管整流和同步整流的效率比較
關(guān)鍵要點
?以往的二次側(cè)二極管整流方式和替換后的同步整流方式的效率相比,很明顯,同步整流方式的效率更高。
?同步整流方式中,高邊方式和低邊方式的效率基本沒有差別。
?效率差的主要因素是二極管整流的二極管損耗(VF)和同步整流的MOSFET損耗(VDS)之間的差。
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實裝PCB板布局相關(guān)的注意事項
關(guān)鍵要點
?在改為二次側(cè)同步整流電路的過程中,大多數(shù)PCB板布局相關(guān)的注意事項,都是以開關(guān)電源電路的布局為基礎(chǔ)的。
審核編輯:湯梓紅
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