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一款高效绿色降压型开关电源控制器芯片的设计方案

来源:    作者:    发布时间:2016-05-01 10:00:14    浏览量:

  图2 峰值电流控制过程

  在每个周期开始时,由时钟上升沿置位主RS 触发器,功率开关打开,变换器进入充电阶段,电感电流上升, Isense 上升而V sense 下降。 当电感电流达到峰值, 即V sense达到V peak时,电流比较器( Icomp ) 的输出复位RS 触发器控制功率开关关断。 这就是电流环的工作过程。 而电感电流的峰值主要由电压环控制。 具体地说,当反馈电压下降到基准以下时,误差放大器( EA) 输出上升,限制电流上升峰值的V peak 电压随之下降,于是功率开关的开启占空比增大,输出电压上升,反之亦然。 其中反馈电压是由输出电压经过电阻分压得到的。

  在功率开关关断的时间间隔内, 传统的降压型Buck 变换器采用肖特基二极管作为续流二极管。 因此,当肖特基二极管导通时,它的导通压降(典型值013V)引起的功率损耗将是不可避免的。 为了减少导通损耗,引入了同步整流技术。 同步整流即采用一个同步功率开关代替整流二极管。 当同步整流开关导通时,导通电阻一般在100mΩ 以下,以1A 负载为例,此时的导通损耗近似为011W;而对于导通电压为013V 的肖特基二极管,损耗近似为013W. 可见在中小功率的应用当中,同步整流可以有效地提高开关电源变换器的效率。

  由于同步整流开关和肖特基二极管之间工作方式的差异,需同时引入一些控制电路和保护电路。

  首先,在功率开关和同步整流开关两个开关转换的瞬间,必须设置一个死区时间(anti2shoot2thru) 来防止两个开关同时导通导致输入电源短路。 在死区时间内,功率开关和同步整流开关都关断,此时电流由同步整流开关上寄生的二极管续流,所以在合理范围内死区时间越短就越能减少功耗,一般设计在 10ns 左右(1MHz 工作频率下) 。

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