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2019.12.11 AC/DC

电源规格和替代电路

提高AC/DC转换器效率的二次侧同步整流电路设计

上一篇文章中大致介绍了用于设计的ICBM1R001xxF系列的概要,从本文开始将进入具体的设计。

在此再次回顾一下,该设计案例的目的是使用二次侧同步整流控制器IC BM1R001xxF系列,将二极管整流的AC/DC转换器改为同步整流方式。所以,前提是首先需要有二极管整流AC/DC转换器的电路规格,然后延续其规格并改为同步整流方式。

电源规格与替代电路示例

在该示例中,将用BM1R001xxF系列替换组成以下AC/DC转换器二次侧二极管整流电路的整流二极管和分流稳压器部分。

<AC/DC转换器电源规格>

  • ・输入电压(VIN): 400Vdc
  • ・输出电压(VOUT): 5V
  • ・输出电流(IOUT): 10A
  • ・电源方式: 隔离型PWM反激式转换器
  • ・开关频率: 130kHz

该AC/DC转换器的电路图如下。

位于橙色区域的DOUT是整流二极管部分,U1和电阻是分流稳压器部分,橙色区域是此次替换的对象部分。顺便提一下,PC1是一个光耦(光电耦合器),是用来隔离输出电压并反馈给一次侧的隔离元件,因此不是替换对象,在用BM1R001xxF系列替换后的电路中也是必要的元件。

替换后的电路如下。其中彩色阴影区域为替换后的电路。

有两种替换方法。左侧是在变压器的低边(GND线)配置开关(MOSFET)的低边型,右侧是在变压器的高边(VOUT线)配置开关(MOSFET)的高边型。解说是针对两种方法进行的,最终需要按两种电路完成设计并进行评估。

在上面的电路中,整流二极管由MOSFET代替,分流稳压器由内置IC的分流稳压器代替,说实话,外置部件略有增加。因此,如果是普通的二次侧同步整流IC,IC的电路电流一定会导致待机功耗增加。但是,本IC通过内置分流稳压器,可降低IC增加部分的功耗,因而不会增加待机功耗,并可大大改善效率,同时还可削减分流稳压器相应的部件数量。

关键要点:

・在该设计案例中,将二极管整流的AC/DC转换器改为同步整流方式。

・改为同步整流方式的方法有低边型和高边型两种。

・改为同步整流方式虽然会使外置部件略有增加,但对于解决AC/DC转换器的课题——提高效率(尤其是待机时的效率)来说,是很有效的方法。

PWM方式反激式转换器设计手法