AC-DC|設計篇
絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂不連續模式和連續模式
2016.12.01
重點
・理解連續模式和不連續模式的差異。
・AC-DC大多使用不連續模式。
開關電源的運轉模式,分成不連續和連續兩種。此次設計範例採用不連續運轉模式,因此在本節將說明兩種模式。下表彙整了特色和優點/缺點。「運轉」項目中的波形代表流過變壓器一次側線圈和二次側線圈的電流。此外,關鍵字中的「↑」和「↓」分別代表「上升」和「下降」。
連續運轉模式會在開關開啟時,於整流二極體逆回復時間(trr)* 中流過逆電流,並因為逆電流而產生損耗。使用低電壓的開關DC-DC轉換器時,整流二極體的逆電壓會變低,逆電流也會變小,因此一般會以輸入漣波電壓等為優先,使用連續模式。
對此,使用AC-DC轉換器時,會因為二極體逆電壓變高,流過逆電流而產生極大的損耗,是故大多採用不連續模式,避免電流經過。但峰值電流會變大,當負載大時也會採用連續運轉模式。
兩種模式各有其優點/缺點,若最大只到60W左右,一般較適合不連續模式。大於60W時,必須根據變壓器容許尺寸來考量、決定。設計範例為36W,所以選擇了不連續模式。
| 比較項目 | 不連續模式 | 連續模式 |
|---|---|---|
| 運轉 | ![]() 在OFF和ON開關過程中,有一小時為未通電狀態,電流無法連續流過。 |
![]() 電流連續流過,以和開關頻率相同的頻率ON/OFF。 |
| 變壓器 | 電感↓、尺寸↓、成本↓ | 電感↑、尺寸↑、成本↑ |
| 整流 二極體 |
高速回復型、成本↓ | 必須採用更高速回復型、成本↑ |
| 開關用 電晶體 |
功率損耗↑、尺寸↑、成本↑ | 功率損耗↓、尺寸↓、成本↓ |
| 輸入 電容 |
漣波電流↑、尺寸↑ | 漣波電流↓、尺寸↓ |
| 效率 | 開關損耗↓、效率↑ | 開關損耗↑、效率↓ |
* 二極體逆回復時間
施加順向電到PN接合二極體後,順向電流將流過PN接合二極體。若猛然施加逆向電,某段時間內本來不會流過的逆向電流,反而會往PN接合二極體流。一直到回復原本狀態為止的時間稱為逆回復時間。
【下載資料】 PWM返馳式轉換器設計範例
AC-DC
基礎篇
設計篇
-
採用AC-DCPWM方式的返馳式轉換器設計方法概要
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂反馳式轉換器的特徵
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:返馳式轉換器的運轉和緩衝
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂不連續模式和連續模式
- 設計步驟
- 決定電源規格
- 選擇設計上所使用的IC
- 所謂隔離型返馳式轉換器
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂開關AC-DC轉換
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:設計變壓器(算出數值)
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:設計變壓器(設計構造)-之1
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:設計變壓器(設計構造)-之2
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件-MOSFET相關之1
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件-MOSFET相關之2
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件-CIN和緩衝電路
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件−輸出整流器和Cout
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件−IC的VCC相關
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件−設定IC、其他
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:EMI對策和輸出雜訊對策
- 機板配線範例
- 彙整
- AC-DC 非隔離型降壓轉換器的設計案例概要
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使用SiC-MOSFET的隔離型準諧振轉換器的設計案例 前言
- 設計中使用的電源IC:專為SiC-MOSFET最佳化
- 設計案例電路
- 變壓器T1的設計 其2
- 變壓器T1的設計 其1
- 主要零件的選型:MOSFET Q1
- 主要零件的選型:輸入電容和平衡電阻
- 主要零件的選型:用來設定過負載保護點切換的電阻
- 主要零件的選型:電源IC的VCC相關零件
- 主要零件的選型:電源IC的BO(Brown-out)引腳相關零件
- 主要零件的選型:緩衝電路相關零件
- 主要零件的選型:輸出整流二極體
- 主要零件的選型:輸出電容、輸出設定及控制零件
- 主要零件的選型:MOSFET閘極驅動調整電路
- 主要零件的選型:電流檢測電阻及各種檢測用引腳相關零件
- 主要零件的選型:EMI及輸出雜訊對策零件
- PCB板佈局範例
- 案例中的電路和零件清單
- 評估結果:效率和切換波形
- 小結
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提高AC/DC轉換器效率的二次側同步整流電路設計 前言
- 設計步驟
- 用於設計的IC
- 電源規格和替代電路
- 同步整流電路部分:同步整流用MOSFET的選型
- 同步整流電路部分:電源IC的選擇
- 同步整流電路部分:週邊電路零件的選擇-DRAIN引腳的D1、R1、R2
- 同步整流電路部分:週邊電路零件的選型-MAX_TON引腳的C1、R3以及VCC引腳
- 分流穩壓器電路部分:週邊電路零件的選擇
- 故障排除(Trouble Shooting)①:當二次側MOSFET立即關斷時
- 故障排除(Trouble Shooting) ②:當二次側MOSFET在輕載時因諧振動作而導通時
- 安裝PCB板佈局相關的注意事項
- 總結
- 二極體整流和同步整流的效率比較
- 故障排除(Trouble Shooting) ③:當VDS2受突波影響超過二次側MOSFET的VDS耐壓時
評估篇
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