深度解析AC-DC電源設(shè)計
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對于300W, 12V DC-DC轉(zhuǎn)換器，AHB是一種高效的選擇。由于初級電流滯后于變壓器的初級電壓，故可為兩個初級MOSFET的ZVS提供必要條件。類似于LLC，利用AHB實現(xiàn)ZVS的能力也取決于對電路寄生元素的透徹了解，比如變壓器漏電感、匝間電容和分立式器件的結(jié)電容。相比LLC控制中采用的可變頻率控制方法，固定頻率方案可以大大簡化次級端自驅(qū)動同步整流(SR)的任務(wù)。自驅(qū)動SR的柵極驅(qū)動電壓很容易由變壓器次級端推算出來。增加一個低端MOSFET驅(qū)動器，比如圖2所示的雙路4A FAN3224驅(qū)動器，就可以精確給出通過MOSFST米勒平坦區(qū)的電平轉(zhuǎn)換和高峰值驅(qū)動電流。
圖2. FAN3224，利用 倍流整流器實現(xiàn)自驅(qū)動同步整流(SR)。
這種倍流整流器可用于任何雙端電源拓?fù)浜痛驞C電流應(yīng)用，它具有好幾個突出的特性。首先，其次級端由一個簡單繞組構(gòu)成，可簡化變壓器結(jié)構(gòu)。其次，由于所需的輸出電感被分配在兩個電感器上，因大電流流入次級端而產(chǎn)生的功耗得到更有效的分布。第三，作為占空比(D)的函數(shù)，兩個電感紋波電流彼此抵消。抵消掉的兩個電感電流之和擁有兩倍于開關(guān)頻率的視在頻率(apparent frequency)，故允許更高的頻率，此外流入輸出電感的峰值電流更低。
加在次級端整流器上的電壓不對稱可能是AHB的缺點之一。當(dāng) AHB在其限值D=0.5附近工作時，加載的SR電壓幾乎可達(dá)到匹配 。然而，更合理的方案是，通過對變壓器的匝數(shù)比進行設(shè)計，使D在額定工作期間保持在0.25
調(diào)節(jié)器之后是一個帶自驅(qū)動SR的不對稱半橋DC-DC轉(zhuǎn)換器，如圖1所示。
表1中的規(guī)格是對全部設(shè)計要求的簡單小結(jié)。主要設(shè)計目標(biāo)如下：
1. 在盡可能寬的范圍上獲得最大效率。
2. 實現(xiàn)盡可能小的設(shè)計尺寸。
3. 散熱器的使用和尺寸最小化。
在盡可能寬的負(fù)載范圍上獲得最大效率需要對每一個功率水平的材料和元件選擇進行仔細(xì)考慮，尤其是在磁性設(shè)計方面。由于交錯式BCM PFC的頻率可能高至數(shù)百kHz，且變化多達(dá)10:1，升壓電感必需定制設(shè)計。采用適當(dāng)?shù)燃壍牡刃Ф喙山g合線可以盡量減小AC損耗，而AC損耗正是BCM PFC升壓電感中銅損耗
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