3個助您提高隔離式電源的效率的方法

開關(guān)電源的功耗包括由半導(dǎo)體開關(guān)、磁性元件和布線等的寄生電阻所產(chǎn)生的固定損耗以及進行開關(guān)操作時的開關(guān)損耗。對于固定損耗，由于它主要取決于元件自身的特性，因此需要通過元件技術(shù)的改進來予以抑制。在磁性元件方面，對于兼顧了集膚效應(yīng)和鄰近導(dǎo)線效應(yīng)的低損耗繞線方法的研究由來已久。為了降低源自變壓器漏感的開關(guān)浪涌所引起的開關(guān)損耗，開發(fā)出了具有浪涌能量再生功能的緩沖電路等新型電路技術(shù)。

如何提高隔離式電源的效率?

在大多數(shù)降壓調(diào)節(jié)器的典型應(yīng)用中，使用有源開關(guān)而非肖特基二極管是標(biāo)準(zhǔn)做法。這樣能大大提高轉(zhuǎn)換效率，尤其是產(chǎn)生低輸出電壓時。在需要電流隔離的應(yīng)用中，也可使用同步整流來提高轉(zhuǎn)換效率。圖1所示為副邊同步整流的正激轉(zhuǎn)換器。

如何提高隔離式電源的效率?

在大多數(shù)降壓調(diào)節(jié)器的典型應(yīng)用中，使用有源開關(guān)而非肖特基二極管是標(biāo)準(zhǔn)做法。這樣能大大提高轉(zhuǎn)換效率，尤其是產(chǎn)生低輸出電壓時。在需要電流隔離的應(yīng)用中，也可使用同步整流來提高轉(zhuǎn)換效率。圖1所示為副邊同步整流的正激轉(zhuǎn)換器。

圖1. 正激轉(zhuǎn)換器的自驅(qū)動同步整流

驅(qū)動開關(guān)進行同步整流可以通過不同方式實現(xiàn)——

01

一種簡單的方法，涉及到跨越變壓器副邊繞組來驅(qū)動。如圖1所示。本例中，輸入電壓范圍可能不是非常寬。使用最小輸入電壓時，SR1和SR2的柵極需要有足夠的電壓，以便開關(guān)能夠可靠地導(dǎo)通。為確保MOSFET SR1和MOSFET SR2的柵極電壓不超過其最大額定電壓，最大輸入電壓不能過高。

在所有帶同步整流的電源中，電路中可能會產(chǎn)生負(fù)電流。例如，若電路輸出端電容在電路通電之前便已預(yù)充電，則電流可能會從輸出側(cè)流向輸入側(cè)。負(fù)電流可能會提高MOSFET SR1和MOSFET SR2的電壓，致使其受損。務(wù)必小心保護開關(guān)，避免受此類事件影響。

02

圖2顯示一種利用LT3900實現(xiàn)同步整流的方法。此控制器驅(qū)動正 激拓?fù)渲械耐秸鏖_關(guān)SR1和SR2。

圖2. 帶專用驅(qū)動器IC的正激轉(zhuǎn)換器的同步整流。

這種設(shè)想很有效。但是，LTC3900需要防止負(fù)電流流過外部開關(guān)。首先，器件需要快速檢測負(fù)電流;然后，SR1和SR2開關(guān)需要迅速斷開。為防止在啟動期間或可能的突發(fā)模式中發(fā)生電路受損，這樣的做法很有必要。

03

圖3顯示了一種采用新型ADP1074的非常優(yōu)雅的電路設(shè)計。輸出電壓信息通過反饋引腳檢測。為防范某些情況下(例如輸出電壓已預(yù)充電時)負(fù)電流流過SR1和SR2開關(guān)的風(fēng)險，同步整流未激活。兩個開關(guān)的體二極管執(zhí)行整流。這樣便可防止開關(guān)受損。利用ADP1074內(nèi)置的i Coupler®技術(shù)，可實現(xiàn)無負(fù)電流流動的安全操作。

圖3. 通過與ADP1074完全集成實現(xiàn)正激拓?fù)涞耐秸鳌?