不能不知道的降低轻负载功耗的设计窍门

2014-08-20 11:19 来源:电子信息网 作者:云际

振铃

一次侧MOSFET上使用的缓冲和钳位控制电路是降低功耗的另一个主要方面。图3中常见的RCD钳位通过限制MOSFET漏极上的电压峰值来降低振铃和避免过压应力。该电压峰值是在MOSFET关闭并突然中断主绕组中的电流时由存储在变压器漏极电感中的电能引起的。

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图3 通过优化钳位控制电路来降低损耗

降低钳位电路中电压峰值和损耗的第一步是设计一个具有最小漏极电感的变压器。除此以外,我们还可以增加钳位电阻以进一步降低损耗,但这样做同时还会增加电压峰值幅度。在开关周期的复位阶段,反射的输出电压被外加在会导致更多损耗的钳位电阻两端。使用更高电压的MOSFET(例如,800V而非 600V)可为电压峰值提供更多的裕度并且可以使用更大的电阻。然而,更高的电压额定值就要使用更昂贵的MOSFET或使用具有更高导通电阻的 MOSFET(其会在较高负载时降低效率)。许多时候我们都必须要在成本、轻负载效率以及额定负载效率之间做一个折衷。在一些专门针对10W或低于10W 应用而设计的电源中可完全去掉钳位电路,从而实现能量的大大节约。当然,EMI问题可能会限制漏极上所允许的振铃的多少。

不太明显的是,降低钳位电容还会降低轻负载损耗。当控制器处于触发模式运行时,钳位电路就会在开启状态间进行放电。如果钳位电容太大,那么过多的能量就会存储起来,并在关闭状态期间耗散掉。在一些情况下,钳位电容在下一个开启状态开始前可能不会完全实现放电。将钳位RC网络的时间常数设置为开关周期的10倍左右是降低该损耗的一个不错的常规法则。

另一种方法是用齐纳二极管代替RCD钳位。齐纳二极管钳位可以降低轻负载时钳位中的损耗。但是,在较高负载时,齐纳二极管钳位与RCD钳位相比功耗会高出许多。

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负载

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