一种高可靠同步整流变换器的反向电流控制电路

在成本与环保问题的强烈推动下,对功率变换器的轻载效率要求不断提高,需要在轻载下进行低功耗设计.同步整流变换器在轻载下会产生反向电流,而反向电流控制电路是提升轻载效率的有效手段.传统的反向电流控制电路需要电流采样,或者特定的控制芯片实现,不具备高可靠、低成本的特点.因此针对高可靠应用,提出了一种新型反向电流控制电路,仅需要少量元器件以及通用PWM控制器即可实现轻载反向电流的阻断.首先,对轻载下反向电流的产生机理进行了阐述,得到反向电流主要流过同步续流管的结论.其次,详细介绍了提出电路的工作原理,推导了关键参数的表达式,并进行仿真.最后,将该电路应用于一款100 W的正激同步整流变换器中,并进行参数设计.测试结果显示,应用该电路的样机可以实现全输入电压范围下的反向电流控制,轻载效率提升了约10%-20%,空载电流降低了87%,输出电压的负载瞬态与负载调整率基本不受影响.     

非理想正激变换器的负载瞬态建模与分析

负载瞬态响应是DC/DC变换器设计中的重要指标,通常在基于理想模型的计算中难以准确预估,从而导致调试时发生器件过压损坏。在考虑了主要寄生参数后,对峰值电流模式正激(PCMF)变换器的功率级进行非理想建模。根据非理想小信号模型推导出了控制-输出传递函数与输出阻抗的非理想表达式。然后给出了负载瞬态下过冲电压与恢复时间的表达式,并根据100 W/15 V原理样机的电参数进行了瞬态参数计算。对原理样机进行波形测试,得到穿越频率、相位裕度、过冲电压、恢复时间等参数,与计算值吻合较好,证明了该模型的精确性与推导的正确性。