AC-DC｜設計篇

電源規格和替代電路

2020.06.24

重點

・在該設計案例中，將二極體整流的AC-DC轉換器改為同步整流方式。

・改為同步整流方式的方法有低側型和高側型兩種。

・改為同步整流方式雖然會使外接零件略有增加，但對於解決AC-DC轉換器的課題——提高效率（尤其是待機時的效率）來說，是很有效的方法。

上一篇文章中大致介紹了用於設計的ICBM1R001xxF系列的概要，從本文開始將進入具體的設計。

在此再次回顧一下，該設計案例的目的是使用二次側同步整流控制IC BM1R001xxF系列，將二極體整流的AC-DC轉換器改為同步整流方式。所以，前提是首先需要有二極體整流AC-DC轉換器的電路規格，然後延續其規格並改為同步整流方式。

電源規格與替代電路範例

在該範例中，將用BM1R001xxF系列替換組成以下AC-DC轉換器二次側二極體整流電路的整流二極體和分流穩壓器部分。

＜AC-DC轉換器電源規格＞

  • ・輸入電壓（VIN）：　400Vdc
  • ・輸出電壓（VOUT）：　5V
  • ・輸出電流（IOUT）：　10A
  • ・電源方式：　隔離型PWM返馳式轉換器
  • ・切換頻率：　130kHz

該AC-DC轉換器的電路圖如下。

位於橙色區域的DOUT是整流二極體部分，U1和電阻是分流穩壓器部分，橙色區域是此次替換的物件部分。順便提一下，PC1是一個光耦（光電耦合器），是用來隔離輸出電壓並回饋給一次側的隔離元件，因此不是替換對象，在用BM1R001xxF系列替換後的電路中也是必要的元件。

替換後的電路如下。其中色彩陰影區域為替換後的電路。

有兩種替換方法。左側是在變壓器的低側（GND線）配置切換（MOSFET）的低側型，右側是在變壓器的高側（VOUT線）配置切換（MOSFET）的高側型。解說是針對兩種方法進行的，最終需要按兩種電路完成設計並進行評估。

在上面的電路中，整流二極體由MOSFET代替，分流穩壓器由內建IC的分流穩壓器代替，說實話，外接零件略有增加。因此，如果是普通的二次側同步整流IC，IC的電路電流一定會導致待機功耗增加。但是，本IC透過內建分流穩壓器，可降低IC增加部分的功耗，因而不會增加待機功耗，並可大大改善效率，同時還可削減分流穩壓器相應的零件數量。

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