电源设计小贴士17:缓冲反向转换器
摘要:作者:RobertKollman,德州仪器(TI)之前,我们介绍了如何对正向转换器输出整流器开启期间两端的电压进行缓冲。现在,我们来研究如何对反向转换器的FET关断电压进行缓冲。图1显示了反向转换器功率级和一次侧MOSFET电压波形。该转换器将能量存储于一...
作者:Robert Kollman,德州仪器(TI)
之前,我们介绍了如何对正向转换器输出整流器开启期间两端的电压进行缓冲。现在,我们来研究如何对反向转换器的FET关断电压进行缓冲。
图1显示了反向转换器功率级和一次侧MOSFET电压波形。该转换器将能量存储于一个变压器主绕组电感中并在MOSFET关闭时将其释放到次级绕组。由于变压器的漏极电感会使漏电压升至反射输出电压(Vreset)以上,因此MOSFET关闭时通常会需要一个缓冲器。
存储于漏极电感中的能量可使MOSFET产生雪崩现象,因此要添加一个由D1、R24和C6组成的钳压电路。该电路的钳位电压取决于漏电的能量大小以及电阻器的功率消耗。更小值的电阻虽然可以降低钳位电压,但会增加功率损耗。
图1:FET关断时漏极电感形成过电压。
图2显示的是变压器主绕组和次级绕组的电流波形。左侧是MOSFET开启时的简化功率级。输入电流通过漏极电感和互电感的串联组合斜坡上升。右边显示的是关断期间的一个简化电路。此处,电压已反向至输出二极管和钳位二极管正向偏置的点。我们展示了反射到变压器一次侧的输出电容器和二极管。
两个电感为串联,并在Q1关断时初始传输相同的电流。这就是说关断以后输出二极管D2中并未立即出现电流,同时总变压器电流在D1中流动。漏极电感的电压是钳位电压和重位电压之间的差,且往往会快速释放漏电。如图所示,经过简单计算便可得到分流至缓冲器的能量大小。因此您可以通过缩短释放漏极电感中能量的时间,来减少分流能量。提高钳位电压可以实现这一目标。
图2:漏极电感窃取输出能量。
有趣的是,您可以在钳位电压和缓冲器功耗之间计算得到一个折中值。如图2所示,进入钳位电路的功率等于平均钳位二极管电流乘以钳位电压(假设一个恒定钳位电压)。重排某些项后,我们可以得到1/2×F×L×I2,其与间断反向转换器输出功率相关。这种情况下,电感为漏极电感。该表达式稍稍令人有些吃惊,因为其中的功率损耗不仅仅是存储于漏极中的能量。它始终都较大,但却依赖于钳位电压。
图3显示了这种关系。该图绘出了漏极电感能量损耗标准化损耗与钳位电压和重位电压之比的对比关系。在钳位电压高值位置,缓冲器损耗接近漏极电感中的能量。由于减小电阻降低了钳位电压,因此能量从主输出分流,同时缓冲器损耗急剧增加。在1.5 Vclamp/Vreset比时,其几乎三倍于漏极电感存储能量相关的损耗。
图3:增加钳位电压可降低缓冲器损耗。
碰巧的是,漏极电感通常为磁化电感的1%左右。这让图3看起来更为有趣,其向我们表明降低钳位电压会对效率产生的影响,所以只需纵轴变为效率损耗。因此,将钳位比从2降到1.5会对效率产生1%的影响。
总之,反向转换器的漏极电感可对电源开关产生不可接受的电压应力。RCD缓冲器可以控制这种应力。但是,可以在钳位电压和电路损耗之间有一种折中方法。
下次,我们将研究分压器的精确度,敬请期待。
- 安森美汽车&能源基础设施白皮书下载活动时间:2024年04月01日 - 2024年10月31日[立即参与]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年09月01日 - 2023年09月30日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年08月01日 - 2023年08月31日[查看回顾]
- 【在线答题活动】PI 智能家居热门产品,带您领略科技智慧家庭时间:2023年06月15日 - 2023年07月15日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年06月01日 - 2023年06月30日[查看回顾]
- 汽车电子电源行业可靠性要求,你了解多少?
- 内置可编程模拟功能的新型 Renesas Synergy™ 低功耗 S1JA 微控制器
- Vishay 推出高集成度且符合 IrDA® 标准的红外收发器模块
- ROHM 发布全新车载升降压电源芯片组
- 艾迈斯半导体推出行业超薄的接近/颜色传感器模块,助力实现无边框智能手机设计
- 艾迈斯半导体与 Qualcomm Technologies 集中工程优势开发适用于手机 3D 应用的主动式立体视觉解决方案
- 维谛技术(Vertiv)同时亮相南北两大高端峰会,精彩亮点不容错过
- 缤特力推出全新商务系列耳机 助力解决开放式办公的噪音难题
- CISSOID 和泰科天润(GPT)达成战略合作协议,携手推动碳化硅功率器件的广泛应用
- 瑞萨电子推出 R-Car E3 SoC,为汽车大显示屏仪表盘带来高端3D 图形处理性能
众所周知,LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下,为LED提供恒定的电流,并控制恒定(可调)亮度的作用。无论是室内照明,还是车载应用,都肩负着极为重要的使命。
- 关于反激电源效率的一个疑问
时间:2022-07-12 浏览量:10179
- 面对热拔插阐述的瞬间大电流怎么解决
时间:2022-07-11 浏览量:8938
- PFC电路对N线进行电压采样的目的是什么
时间:2022-07-08 浏览量:9582
- RCD中的C对反激稳定性有何影响
时间:2022-07-07 浏览量:7195
- 36W单反激 传导7~10M 热机5分钟后超标 不知道哪里出了问题
时间:2022-07-07 浏览量:5969
- PFC电感计算
时间:2022-07-06 浏览量:4180
- 多相同步BUCK
时间:2010-10-03 浏览量:37867
- 大家来讨论 系列之二:开机浪涌电流究竟多大?
时间:2016-01-12 浏览量:43162
- 目前世界超NB的65W适配器
时间:2016-09-28 浏览量:60025
- 精讲双管正激电源
时间:2016-11-25 浏览量:128114
- 利用ANSYS Maxwell深入探究软磁体之----电感变压器
时间:2016-09-20 浏览量:107559
- 【文原创】认真的写了一篇基于SG3525的推挽,附有详细..
时间:2015-08-27 浏览量:100296