雙開(kāi)關(guān)正激轉換器原理介紹及其應用設計
加入技術(shù)交流群
因此，MOSFET的總損耗為：
Plosses=Pcond+PSW,on+PSW,off=173+149+324=646 mW (18)
5) 二極管
次極二極管D1和D2維持相同的峰值反相電壓(PIV)，結合二極管降額因數(kD)為40%，可以計算出PIV，見(jiàn)等式(19)：
(19)
由于PIV100 V，故能夠選擇30 A、60 V、TO-220封裝的肖特基二極管MBRB30H60CT。
二極管導通時(shí)間期間的導電損耗為：
Pcond,forward=IoutVfDCmax=10x0.5x0.45=2.25 W (20)
關(guān)閉時(shí)間期間的導電損耗為：
Pcond,freewheel=IoutVf(1-DCmin)=10x0.5x(1-0.39) =3.05 W (21)
1) 用于選擇開(kāi)關(guān)頻率的電阻Rt
采用一顆簡(jiǎn)單電阻，即可在50至500 kHz范圍之間選擇開(kāi)關(guān)頻率(FSW)。假定開(kāi)關(guān)頻率為125 kHz，那么我們就可以得到：
(22)
其中，VRt是Rt引腳上呈現的內部電壓參考(2.2 V)。
2) 感測電阻
NCP1252的最大峰值電流感測電壓達1 V。感測電阻(Rsense)以初級峰值電流的20%余量來(lái)計算，其中10%為勵磁電流，10%為總公差：
(23)
(24)
3) 斜坡補償
斜坡補償旨在防止頻率為開(kāi)關(guān)頻率一半時(shí)出現次斜坡振蕩，這時(shí)轉換器工作在CCM，占空比接近或高于50%。由于是正激拓撲結構，重要的是考慮由勵磁電廠(chǎng)所致的自然補償。根據所要求的斜坡補償(通常為50%至100%)，僅能夠外部增加斜坡補償與自然補償之間的差值。
目標斜坡補償等級為100%。相關(guān)計算等式如下：
內部斜坡：
(25)
初級自然斜坡：
(26)
次級向下斜坡：
(27)
自然斜坡補償：
(28)
由于自然斜坡補償低于100%的目標斜坡補償，我們需要計算約33%的補償：
(29)
(30)
由于RcompCCS網(wǎng)絡(luò )濾波需要約220 ns的時(shí)間常數，故：
(31)
4) 輸入欠壓電阻
輸入欠壓(BO)引腳電壓低于VBO參考時(shí)連接IBO電流源，從而產(chǎn)生BO磁滯。
(32)
(33)
NCP1252演示板圖片及性能概覽
NCP1252演示板的詳細電路圖參見(jiàn)參考資料2,其頂視圖和底視圖則見(jiàn)圖3。
圖3：NCP1252演示板的頂視圖及底視圖。
在室溫及額定輸入電壓(390 Vdc)條件下，NCP1252演示板不同負載等級時(shí)的能效如圖4所示。從此圖可以看出，負載高于40%最大負載時(shí)，工作能效高于90%。這演示板還能藉在轉換器次級端同步整流，進(jìn)一步提升能效達幾個(gè)百分點(diǎn)。
圖4：NCP1252演示板在室溫及額定輸入電壓(390 Vdc)條件下的能效圖。
如前所述，NCP1252提供軟啟動(dòng)功能，其中一個(gè)目標應用就是替代UC38xx。NCP1252有一個(gè)專(zhuān)用引腳，支持調節軟啟動(dòng)持續時(shí)間及控制啟動(dòng)期間的峰值。
另外，NCP1252的待機能耗性能也很突出。這器件能藉將輸入欠壓(BO)引腳接地來(lái)關(guān)閉，而關(guān)閉時(shí)VCC輸入端汲入的電流小于100 µA。
總結：
本文介紹了正激轉換器磁芯復位技術(shù)的原理，比較了三次繞組、RCD鉗位及雙開(kāi)關(guān)正激等常見(jiàn)的磁芯復位技術(shù)，分析了雙開(kāi)關(guān)正激轉換器的優(yōu)勢，并結合安森美半導體基于雙開(kāi)關(guān)正激磁芯復位技術(shù)的NCP1252固定頻率控制器，分享了這雙開(kāi)關(guān)正激轉換器的應用設計過(guò)程。該器件集成了輸入欠壓檢測、軟啟動(dòng)及過(guò)載檢測等眾多特性。測試結果顯示，NCP1252提供極高的工作能效和極低的待機能耗，適合UC38xx替代、ATX電源、適配器及其它任何要求低待機能耗的應用。
評論