高效轉(zhuǎn)換的同步回掃電路

在設計非隔離的降壓型穩(wěn)壓器時，降壓型穩(wěn)壓器通常是第一選擇，除非VIN與VOUT之比大于10、輸入電壓很高或者兩種情況兼而有之。低占空因素對于FET驅(qū)動器來說可能是個問題，并會導致電流型控制回路失去控制。在VOUT很低、輸出電流只有幾個安培時，效率會大幅度下降到60%～70%。效率下降是由轉(zhuǎn)換損耗引起的，因為上部開關中始終流過滿載電流。圖1所示電路看起來有點兒像降壓型穩(wěn)壓器，并使用一個降壓型控制器，但實際上是一種電壓型同步回掃電路。在效率高于85%，輸入電壓范圍為36V~60V的情況下，其面向的應用系統(tǒng)在輸出電流為2A時要求輸出電壓為3.3V。這一電路在幾種已評估過的技術中似乎是最有希望的，因為其效率和成本優(yōu)于降壓型穩(wěn)壓器和異步回掃電路。

圖1，這種同步回掃電路具有很高的效率以及多種輸入電壓/輸出電壓比。
　　LM2743控制器啟動之后，從MMBTA06晶體管和6.2V齊納二極管以及從一個自舉線圈獲得功率。其EN（啟動）輸入端是一個提供UVL（低壓切斷）的比較器，用來防止在28V以下啟動。控制器驅(qū)動一個損耗比肖特基二極管還低的同步開關，并利用更低的FET導通電阻作為限流檢測電阻。在引腳11處的150kΩ電阻器產(chǎn)生一個250 kHz的開關頻率。由Pulse Engineering公司（www.pulseeng.com）設計的回掃變壓器是一個低成本部件，其初級線圈電感為50mH，線匝比為3:1，尺寸為13（長）×15（寬）×11（高）mm。3:1的線匝比防止初級開關流過滿載輸出電流，從而使得開關損耗比降壓型穩(wěn)壓器小。輸出端的小型LC濾波器能使一只10mF陶瓷電容器處理很大的有效（rms）波紋電流，此外，一只低成本鋁電容器也能消除波紋并緩沖負載瞬態(tài)。

圖2，圖1所示電路在很寬的輸出電流范圍內(nèi)具有高于85%的效率。
　　圖2示出了圖1所示電路在三種輸入電壓和若干種輸出電流下的測量數(shù)據(jù)。左邊三條最上方的曲線表示效率；三條較低的曲線表示按右邊刻度計量的以W為單位的總損耗。在不加負載的情況下，VOUT波紋的峰-峰值為6mV，在輸出電流為4A時上升到20mV。在輸出電流為3.5A時，效率迅速下降，這是限流作用造成的。如同任何開關電源，特別回掃電路那樣，印制電路板布局非常重要。如果采用四層或更多層的印制電路板，電源平面和接地平面分開，柵極驅(qū)動連線短而寬，你就可以獲得最佳性能。盡管圖1所示電路擬應用于7W單輸出系統(tǒng)中，但這種同步回掃電路可適用于更大的功率范圍；你只要增加次級繞組，就可輕易地將其擴展成多種輸出。增加的輸出端既可以使用二極管整流器，也可以使用低柵壓驅(qū)動器驅(qū)動的附加FET。

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