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高效转换的同步回扫电路

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

在设计非隔离的降压型稳压器时,降压型稳压器通常是第一选择,除非VIN与VOUT之比大于10、输入电压很高或者两种情况兼而有之。低占空因素对于FET驱动器来说可能是个问题,并会导致电流型控制回路失去控制。在VOUT很低、输出电流只有几个安培时,效率会大幅度下降到60%~70%。效率下降是由转换损耗引起的,因为上部开关中始终流过满载电流。图1所示电路看起来有点儿像降压型稳压器,并使用一个降压型控制器,但实际上是一种电压型同步回扫电路。在效率高于85%,输入电压范围为36V~60V的情况下,其面向的应用系统在输出电流为2A时要求输出电压为3.3V。这一电路在几种已评估过的技术中似乎是最有希望的,因为其效率和成本优于降压型稳压器和异步回扫电路。
高效转换的同步回扫电路
图1,这种同步回扫电路具有很高的效率以及多种输入电压/输出电压比。

  LM2743控制器启动之后,从MMBTA06晶体管和6.2V齐纳二极管以及从一个自举线圈获得功率。其EN(启动)输入端是一个提供UVL(低压切断)的比较器,用来防止在28V以下启动。控制器驱动一个损耗比肖特基二极管还低的同步开关,并利用更低的FET导通电阻作为限流检测电阻。在引脚11处的150kΩ电阻器产生一个250 kHz的开关频率。由Pulse Engineering公司(www.pulseeng.com)设计的回扫变压器是一个低成本部件,其初级线圈电感为50mH,线匝比为3:1,尺寸为13(长)×15(宽)×11(高)mm。3:1的线匝比防止初级开关流过满载输出电流,从而使得开关损耗比降压型稳压器小。输出端的小型LC滤波器能使一只10mF陶瓷电容器处理很大的有效(rms)波纹电流,此外,一只低成本铝电容器也能消除波纹并缓冲负载瞬态。
高效转换的同步回扫电路
图2,图1所示电路在很宽的输出电流范围内具有高于85%的效率。

  图2示出了图1所示电路在三种输入电压和若干种输出电流下的测量数据。左边三条最上方的曲线表示效率;三条较低的曲线表示按右边刻度计量的以W为单位的总损耗。在不加负载的情况下,VOUT波纹的峰-峰值为6mV,在输出电流为4A时上升到20mV。在输出电流为3.5A时,效率迅速下降,这是限流作用造成的。如同任何开关电源,特别回扫电路那样,印制电路板布局非常重要。如果采用四层或更多层的印制电路板,电源平面和接地平面分开,栅极驱动连线短而宽,你就可以获得最佳性能。尽管图1所示电路拟应用于7W单输出系统中,但这种同步回扫电路可适用于更大的功率范围;你只要增加次级绕组,就可轻易地将其扩展成多种输出。增加的输出端既可以使用二极管整流器,也可以使用低栅压驱动器驱动的附加FET。


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