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2020.06.10 AC/DC

設計步驟

提高AC/DC轉換器效率的二次側同步整流電路設計

在“提高AC/DC轉換器效率的二次側同步整流電路設計”系列中,將使用二次側同步整流控制IC BM1R001xxF系列,介紹將二極體整流的AC/DC轉換器改為同步整流化方式的設計案例。首先介紹設計步驟。

設計步驟

這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的設計案例。

該設計的目的是將AC/DC轉換器中二次側搭載的整流二極體和分流穩壓器替換為二次側同步整流控制IC BM1R001xxF系列,以提高AC/DC轉換器的效率。設計步驟大致如下:

  1. 同步整流電路部的設計
     1-1. 同步整流用MOSFET的選型
     1-2. 控制IC的選型
     1-3. 週邊零件的選型
  2. 分流穩壓器電路部的設計
  3. 故障排除(Trouble Shooting)
  4. 特性評估

1和2的電路設計概述如下。另外,該設計案例不包括一次側的設計。

1. 同步整流電路部的設計概述
1-1. 同步整流用MOSFET的選型

  • ・首先,選擇取代整流二極體的同步整流用MOSFET。
  • ・根據整流二極體產生的反向電壓VR、正向電流IF,來評估替換用MOSFET的最大漏源間電壓、峰值電流、Ron的損耗、封裝的最大額定損耗等並進行選擇。
  • ・作為必須的確認環節,需要在整機實裝的狀態下確認運行情況,並根據需要來探討散熱器等的散熱情況。

1-2. 控制IC的選型

  • ・需要瞭解到,BM1R001xxF系列採用了強制OFF時間(Compulsion OFF Time)控制,以支援各種電源應用。
  • ・首先透過計算已掌握的整流二極體產生的反向電壓VR、正向電流IF以及二次側MOSFET最大ON時間tMAX_ON,來選擇相應的IC。
  • ・BM1R001xxF系列即可配置低側型同步整流用MOSFET,也可配置高側型同步整流用MOSFET,因此需要同時探討高側和低側電路。

1-3. 週邊零件的選型

  • ・為了防止MOSFET切換時產生的突波電壓導致的誤檢測,需要選擇用於汲極引腳的對策零件。
  • ・設定IC電源引腳VCC的供電電路。

2. 分流穩壓器電路部的設計概述

  • ・BM1R001xxF系列內建有低功耗高精度分流穩壓器,可減少分流穩壓器部的功耗。
  • ・由於在IC內部分流穩壓器與同步整流控制器是完全分離的,因此在高側型的返馳式應用中,也需要探討基於GND的分流穩壓器使用。
  • ・由於也可以不使用IC內置的分流穩壓器,因此需要探討不使用時的電路。

下一篇文章計畫介紹設計案例和設計中使用的BM1R001xxF系列的相關內容。

重點:

・設計步驟大致如下:
 1. 同步整流電路部的設計:同步整流用MOSFET的選型、控制IC的選型、週邊零件的選型
 2. 分流穩壓器電路部的設計
 3. 故障排除(Trouble Shooting)
 4. 特性評估

PWM返馳式轉換器設計範例