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2019.12.11 AC/DC

同步整流电路部:同步整流用MOSFET的选型

提高AC/DC转换器效率的二次侧同步整流电路设计

理解了上一篇文章中“电源规格与替代电路示例”的内容后,下面进入具体的电路设计。原电路的二次侧为二极管整流电路,将其改为同步整流电路的步骤为:1)选择整流二极管替换用MOSFET,2)确认相关各条件并进行设置,3)从设计所使用的IC BM1R001xxF系列中选择最适合的IC。本文中首先对取代二极管的的MOSFET进行选型。

同步整流电路部分:取代二次侧整流二极管的同步整流用MOSFET的选型

先选择取代二次侧整流二极管DOUT的同步整流用MOSFET M2。为了进行替换,需要先确认现有电路中的电流、电压和波形等,然后选择适合的MOSFET。首先,需要确认整流二极管DOUT产生的反向电压VR和正向电流IF。参见右图。

以测得的整流二极管反向电压VR和正向电流IF为大致标准,来确定替代用MOSFET的最大漏源间电压VDS、漏极电流ID

另外,在进行MOSFET选型时,还需要考虑到Ron(导通电阻)带来的损耗、封装的最大容许损耗PD等因素。如果MOSFET M2的Ron过高,MOSFET可能会异常发热。在设计时需要充分考虑到这些因素,并在整机实装的状态下进行确认,必要时需要配置散热器等进行散热。

根据上述波形观测结果,MOSFET M2的选型示例如下。该选择对于VR、IF的峰值来说具有充分余量。

<MOSFET M2的选型示例>
VDS=60V (VR_PEAK=40V起)
ID=50A (IF_PEAK=26A起)
其他特性:Ron=4mΩ,PD=120W

请注意,电源IC BM1R001xxF系列的DRAIN引脚的绝对最大额定值为120V(Ta=25℃)。需要确认施加于IC的DRAIN引脚的电压不要超过绝对最大额定值。如果需要对DRAIN引脚施加超出绝对最大额定值的电压,请参阅后续计划介绍的“反激式应用中的故障排除”、“当VDS2受浪涌影响而超过二次侧MOSFET的VDS耐压时”的对策方案。

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。

・改为同步整流设计首先需要对取代输出整流二极管的MOSFET进行选型。

・要想确定替代部件的规格,需要先确认现有电路中的电流、电压、波形等。

PWM方式反激式转换器设计手法