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一種數控有源鉗位吸收器實現高可靠性DC-DC功率轉換


時間:2017-12-07 作者:儀商網
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使用因子2是因為考慮的只是半個開關周期,對于全橋或半橋 拓撲結構,該過程發生兩次。另外,在圖1中,由于兩個開關 關閉,所以反向恢復電荷會增加一倍。因此,總電流為:




其中,在全橋配置下,C為2;在中心抽頭配置下,C為1;N為 并聯的MOSFET數目。這是通過有源吸收器開關的平均電流。

數字實現

有源鉗位吸收器的數字實現有兩個控制:控制1是吸收器延 遲(自觸發器邊沿的吸收器PWM邊沿中的可調延遲)。控制2 為吸收器PWM導通時間。觸發點為H橋對邊引腳原邊PWM上升 沿的邏輯OR(如OUTC和OUTD)。吸收器PWM并不要求像主控 PWM分辨率一樣高的分辨率(如125 ps)。結果,觸發所需時 鐘能支持較慢的速率(5 ns分辨率),這樣還能節能(40倍系 數)。這一概念也可以運用到副邊上有中心抽頭的功率轉換拓 撲結構。另外,該概念也可以用于單個開關,在這些開關中, 每個功率晶體管上會放置一個分立式有源鉗位開關吸收器單 元。在這種情況下,有源鉗位FET的驅動信號取自同步整流器 的下降沿。


圖5. 吸收器PWM的數字實現


ADP1055數字控制器提供了實現這一目標的必要工具。借助直觀 簡單的圖形用戶界面,只需幾分鐘就能完成有源鉗位吸收器的 優化。ADP1055提供了兩個選項來設置吸收器PWM,即通過SR1 和SR2的邏輯組合或通過OUTC和OUTD信號的邏輯組合。在兩種 情況下,可以用兩個選項配置吸收器PWM,如圖6和圖7所示。 在上述所有情景下,都可以用吸收器延遲(設置死區時間)和 吸收器導通時間微調優化參數。借助兩個信號的邏輯組合和極 性選擇功能,用戶完全可以自由地選擇適當的吸收器組合。



圖6. 使用選項1(SR1和SR2)的吸收器時序



圖7. 使用選項2(OUTC和OUTD)的吸收器時序


全橋拓撲結構的實驗結果

為了進行實驗驗證,選擇的隔離式DC-DC轉換器,其額定輸入 為48 V,額定輸出為12 V、20 A,開關頻率為125 kHz。拓撲結構 為全橋,帶一個副邊,如圖1所示。
圖8展示了使用不正確的吸收器導通時間會導致多余振鈴,同時 還展示了同步MOSFET的振蕩漏極電壓,后者也反映在原邊電流 中。前沿尖峰也很嚴重,會導致不必要的EMI。


圖8. 過多的吸收器導通時間


圖9所示為優化的吸收器導通時間,其中,在同步MOSFET的漏 極電壓上無振鈴。同時,前沿尖峰也幾乎消除了。


關鍵詞:功率轉換器 有源鉗位 吸收器    瀏覽量:425

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