2.6 同步整流的控制及其挑战(6)

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大家好 我是德州仪器的系统工程师 David 今天非常高兴和大家继续分享 同步整流的控制及其挑战六 当待机功耗要求比较苛刻时 如何保证同步整流控制芯片 较低的损耗 最后对以上内容进行总结 如果从 EMI 噪音考虑 我们希望同步整流放在高边 一旦放在高边 我们首先必须解决供电的问题 由于同步整流芯片的地是跳动的 所以一种方法是用辅助绕组供电 尽管效率比较高 但是需要变压器额外的绕组 也可以通过简单的 RC 滤波 或者增加线性调整器 从同步整流的漏极来供电 这两种方式比较辅助绕组供电效率较低 但是成本较低 电源设计中 除了考虑重载的效率 也要考虑待机功耗 因为许多电源在大多数时候 都运行在待机模式 而且效率标准也规定了待机功耗 像欧盟要求待机功耗小于 75mW 而美国的能源部要求 待机功耗小于 100mW 对于手机适配器 通常用能源之星来表明待机功耗 在五级能效下待机功耗小于 30mW 而且对于另外一些应用 USB PD 由于 PD 控制器损耗 我们不得不留出足够的裕量 同步整流芯片在正常运行时 通常消耗一个毫安的电流 举个例子 当输出电压为 20 伏时 对于同步整流芯片 将会有 20 毫瓦的待机功耗 所以为了减小待机功耗 需要让同步整流控制芯片 在待机时工作在休眠模式 为了测试在待机模式 过去通常有两种方法 一种是基于同步整流的导通时间 因为同整流的导通时间 经常是和负载等比例 所以我们可以用同步整流导通时间 来检测到待机状态 例如我们用 blanking time 的时间 作为一个标志 如果导通时间大于 blanking time 时间 同步整流芯片认为它是工作在重载情况 如果导通时间小于 blanking time 时间 我们可以迫使同步整流芯片 运行在休眠模式 消耗较小的电流 提高待机功耗 尽管这种方法运行的比较好 由于现在轻载下要求较高的效率 现在的同步整流芯片 经常采用跳频模式来提高轻载效率 跳频的运行原理 是强制变换器工作在较高的功率状态 但是采用开通关断的控制方式 来传递平均功率等于比较小的功率 这种方法同步整流的导通时间 不再代表负载的状态 所以我们可以用平均开关频率 来表明负载的状态 当频率的开关频率足够低时 我们设定同整流工作在休眠模式 这样来节省待机功耗 当频率的开关频率足够高时 重新使能同步整流减小导通损耗 在讨论完以上内容后 我们来看一个实际的同步整流运行波形 在左边用二极管整流 可以看到它的电压和电流 以及二极管的正向压降 在右边用同步整流 可以看到它的正向压降 相比二极管非常低 而且我们可以看出 当同步整流开通时电压有振荡出现 所以设定最小导通时间 也是非常重要的 同时我们可以看到 同步整流的工作波形 以二极管导通结束 由于同步整流提前关断 所以也要确保合适的 RDS(ON) 的 MOS 管 总结以上内容 电源的效率变得越来越高 利用同步整流代替二极管 可以减小导通损耗 同时我们也要关注额外的开关损耗 以及驱动损耗 利用同步整流代替二极管可以减小导通损耗 同时我们也要关注额外的开关损耗 以及驱动损耗 同步整流的控制有很多方法 VDS 采样被广泛使用 当采用同步整流时 也需要考虑选择合适的 MOS 管 并不是最低的 RDS(ON) 的 MOS 管 还需要确保足够的 blanking time 时间 来避免误开通和误关断 CCM 模式状态下 确保快速的关断 对于寄生的电感也要关注 以及如何给同步整流供电 EMI 的考虑 以上是 PPT 的主要内容 谢谢大家 谢谢大家
课程介绍 共计6课时,32分0秒

2018 PSDS 研讨会系列 - (2) 同步整流的控制及其挑战

同步整流 2018 PSDS 研讨会系列

从2元和3元谐振拓扑基础开始,本课程将介绍谐振拓扑的关键特性,分析方法,控制挑战和设计考虑事项。 三个设计实例展示了具有高开关频率(〜1 MHz)或宽输出电压调节范围(2至1个输出电压调节水平)的谐振拓扑性能。 本次会议还介绍了一种新型谐振拓扑结构CLL谐振转换器,与传统的LLC串联谐振转换器相比具有尺寸和效率的优势。 最后,本课程为如何为各种应用选择最佳谐振拓扑提供指导。
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