智能控制有源钳位反激

作者:Eric Faraci

当我第一次开始烹饪时,我宁愿独自一人,认为厨房里的其他人会让我分心。但当我开始尝试更复杂的食谱并进行多个烹饪步骤时,我发现拥有帮手非常有用,而且烹饪体验更有趣。俗语说得好:如果你不能打败他们,加入他们。

同样的原则适用于有源钳位反激。

每个人都想要更小的AC/DC转换器,尤其是当它们用于手机或平板电脑充电器时。由于简单,反激式转换器是首选的拓扑结构,因为它可以有效地将交流电转换为直流电,而只需很少的元件。但是,反激式电路能达到多小是受限的,因为与变压器漏感相关的损耗限制了实际大小。到目前为止,每个设计都通过减小漏感来应对这一点。但有源钳位反激打破了这个循环。

1:有源钳位反激,漏感为红色,有源钳位为蓝色

 

有源钳位可存储能量并将其传输至输出,而非通过在电阻 - 电容 - 二极管(RCD)或齐纳钳位中消耗能量来应对漏感。智能控制钳位还提供零电压开关。这样消除了两大主要损耗来源,使得尺寸大大减小。如果要使用氮化镓(GaN)场效应晶体管(FET)——其输出电容和导通电阻较低,则适配器的尺寸可以减半!

但细节是关键,因为如果有源钳位得不到智能控制,它实际上会使效率变差。有源钳位反激在过去仅仅是一个幻想,因为没有足够的智能控制器来实现这种拓扑结构。但这一现象在UCC28780中已经发生了改变。这种有源钳位反激式控制器专门设计用于硅(Si)或GaN基功率级,使得这种拓扑结构适用于任何设计。UCC24612同步整流器符合美国能源部(DoE)VI级或行为准则(CoC)Tier 2标准。

其他资源

  • 上次参加过TI的研讨会介绍过这种新技术,对于提高电源效率有很大的帮助,采用部分软开关实现能量回馈,减少损耗。现在快充充电器要求功率越来越大,体积越来越小,这就要求我们电源设计效率不断提高,达到更高的功率密度,才可以满足市场要求。

  • 有源钳位现在比较火,这种电路消除了RCD吸收电路的损耗,把漏感能量存储起来再传递到整个系统中,确实很好,但电路调试起来却不太简单,要好点的芯片来支持了。TI走在前列了!

  • 之前也看过LCD缓冲电路无缘无损之类的但是看了之后发现开关频率都是十几K而对于高频的话谐振频率太高了,而且之间的影响因素较多。看完资料后第一时间是看了芯片UCC28780发现1MHZ的开关频率,频率应该是可以满足自己要求,又看了有源钳位工作原理。就是不知道这种方式有什么缺点(不适宜应用的场合)?如果可以接受的情况之后应该会用到。