电源设计技术信息网站

订阅电子杂志   English   繁體中文   日本語   한국어

下载中心

来自工程师的声音

无需光耦的隔离型反激式DC/DC转换器 Part 4

采用ROHM独有的自适应导通时间控制,
隔离型电源的瞬态响应速度大幅提升

关键词
  • 自适应导通时间控制
  • 负载瞬态响应
  • PWM
  • PFM
  • 导通时间控制
  • 输出负载补偿功能
  • 负载调节
  • 评估板

-请您先从“自适应导通时间控制”开始介绍。

自适应导通时间控制”运用了ROHM的非隔离型电源控制IC中采用的“导通时间控制”技术。BD7F系列是最早采用这种自适应导通时间控制技术的隔离型电源控制IC。以往的隔离型电源控制IC中,相对瞬间负载电流变动的输出电压变动、即负载瞬态响应还存在改善余地。针对该课题,BD7F系列采用自适应导通时间控制技术,成功将负载瞬态变动控制在200mV。这与普通的控制方法相比,输出电压变动最大可降低65%。具体请参考比较数据。

20170627_graf_02

-所谓的“自适应”是什么意思?

自适应导通时间控制是根据负载状态以3种控制模式转换来适应不同状态。

负载固定且稳定时进行普通的PWM控制,开关频率以400kHz(Typ)恒定工作。

负载变动时转换为导通时间控制,以适合负载瞬态的导通时间工作。此时,开关频率变动。

轻负载时转换为PFM工作,通过降低开关频率来抑制自身功耗,保持高效率。

其效果是在整个负载范围实现高效率,并实现高速负载瞬态响应。另外,也不再需要以往方式所需的外置相位补偿部件。

-明白了。那么接下来请您介绍一下另一个概念–“输出负载补偿功能”。

输出负载补偿功能”是补偿二次侧输出二极管的VF受负载电流影响而变动从而产生的输出电压变动、即误差的功能。在该误差影响较大(已成为问题)的应用中,利用该功能,可对负载变动带来的二次侧输出二极管的VF特性进行反向电压补偿,可改善负载调节(Road Regulation)性能。

-不好意思,好像有些难以理解。

利用一次侧的反激电压来稳定二次侧输出电压的说明中,曾经使用过这个公式。

20170627_graf_03

通过这个公式,介绍过VOUT的主要误差原因是VF和ESR。根据负载电流即二次侧变压器电流IS的变动,ESR(二次侧的总阻抗:变压器绕组电阻、PCB板的阻抗等)带来的误差单纯地变动,VF依赖二极管的VF-IF特性进行变动。
为了补偿该误差,产品配备了由COMP引脚决定偿量,来补偿决定输出电压的反馈电流的功能。简单地说,就是将VF和ESR带来的误差根据负载电流来抵消。

20170627_graf_04

这张图即使用了输出负载补偿功能时的补偿示意图。使用该功能仅需确定决定补偿量的COMP引脚所连接的电阻和电容器常量即可。详细的常量计算公式等请参考技术规格书。

-通过这张示意图能够理解随着负载增加误差的主要因素直接成为误差的道理,以及补偿后的情况了。顺便问一下,BD7F系列无需反馈路径的绝缘电路,并内置有MOSFET,因此部件数量比较少,设计应该也更简单了。只是,由于需要变压器,会不会可能让人觉得难以接受呢?

说实话,变压器可能的确有点麻烦。当然,技术规格书中提供了变压器的选型范围,但考虑直到选定变压器的过程还是比较耗时耗力的,比如规格书、样机试制、规格书交流等。

从这个角度出发,为了便于客户评估,我们准备了评估板。作为代表产品有BD7F100HFN-LBの评估板“BD7F
100HFN-EVK-001”,可通过网售平台网购。使用评估板可轻松评估搭载BD7F100HFN-LB的输入电压24V、输出电压5V、输出电流800mA的隔离型电源。评估板如右图所示。

20170627_graf_05

另外,包括变压器在内的其他主要元器件在技术规格书的应用例中有具体的型号。下面是从BD7F100HFN-LB的技术规格书中摘录的,比如关于变压器,推荐的是Sumida变压器;关于一般的电压已经提供产品型号。

20170627_graf_06

下表也是从技术规格书中摘录的,其中也包括其他应用例的相关内容,不过从中可获得推荐变压器的大致规格。

20170627_graf_07

-我想有了这些支持,应该可以放心探讨采用了。

ROHM具有完备的支持体制,可以解答其他任何问题等,敬请放心。

-非常感谢您此次相当详细的讲解。

电源设计的技术资料 免费 下载

Power Supply Design Technical Materials Free Download