aspectos destacados del diseño
- Menos componentes
- Alta eficiencia: 91.5% a 36 VDC usando rectificación síncrona
- La rectificación síncrona acoplada por capacitor permite voltajes de salida más altos sin sobrecargar la puerta MOSFET
- No se requiere resistencia de detección de corriente ni transformador de corriente Sobrecarga de salida, bucle abierto y protección térmica
- Frecuencia de conmutación de 300 kHz para permitir suficiente tiempo de reinicio del transformador
- 3,55 x 2,1 x 0,6 pulgadas (aproximadamente 13,4 W/pulgada cúbica)
cirugía
DPA-Switch simplifica enormemente el diseño en comparación con las implementaciones discretas. El impulsor del rectificador síncrono acoplado por capacitor que se usa en este diseño ayuda con una salida de voltaje más alta y permite el manejo pasivo del MOSFET sin el sobrevoltaje de puerta causado por el impulsor resistivo directo.
La resistencia R1 programa bajo/sobrevoltaje para disminuir linealmente el ciclo de trabajo máximo con el voltaje de entrada para evitar la saturación del núcleo durante los transitorios de carga. Los componentes D1, D2, C9 y L2 implementan un circuito de sujeción resonante para capturar y recircular la energía de fuga del transformador durante el funcionamiento normal, y Zener VR1 proporciona sujeción absoluta para condiciones transitorias.
El condensador C21 carga la puerta de Q2, el MOSFET rectificador síncrono directo. La resistencia R21 limita la oscilación de la puerta y la R22 proporciona la reducción de la puerta. El diodo Zener VR20 limita el voltaje de la puerta de Q2 durante la conducción y recarga (restablece) C21 durante el tiempo de inactividad de Q2.
Se utiliza una técnica de accionamiento similar para el rectificador síncrono de captura MOSFET Q1 (utilizando C22, R23, R24 y VR21). MOSFET Q1 es impulsado por el voltaje de reinicio del transformador (T1) y solo está activo cuando Q2 está apagado. El diodo D20 proporciona una ruta de conducción para la corriente del inductor de salida (L4) una vez que se reinicia el transformador.
Figura 1: DPA426RN: convertidor CC-CC de 60 W, 12 V, 5 A.
Punto de diseño importante
- El reinicio del núcleo del transformador es fundamental en este diseño. La carga de la puerta MOSFET afecta la forma de onda de reinicio del transformador. Los condensadores C20, C22 y CQ1GS restablecen el transformador de carga. Elija un valor que garantice un buen restablecimiento en la línea baja y un voltaje de drenaje máximo seguro en la línea alta. Además, use la operación de 300 kHz para el tiempo de reinicio más largo.
- Los capacitores C20 y C22 manejan capacitivamente las capacitancias de puerta MOSFET CQ2GS y CQ1GS, respectivamente. C20 y C22 deben elegirse de modo que el voltaje de activación de la compuerta alcance el umbral de encendido (VgTH) del MOSFET en las peores condiciones (línea baja del MOSFET directo).
- Reduzca la inductancia de fuga del transformador llenando cada capa de bobinado a lo ancho de la bobina.
Figura 2: Eficiencia frente a potencia de salida.
mesa 1: parámetros del transformador. (AWG = calibre de cable estadounidense, NC = sin conexión)
tTabla 2: Parámetros de diseño para el inductor de salida L4.