[原]无损有源钳位吸收

PSU的效率要求越来越高,但是开关器件的发展却有些拖后腿;鄙人认为,PSU效率优化的核心是在变压器设计,其次便是使用更为理想的开关器件。12V输出类的PSU输出必然使用同步整流管(SR mosfet),SRfet目前基本已经做到极限,60V 1.45mOhm //40V 1.05mOhm// 45V 1.1mOhm。对于BUCK类的拓扑,如何选用更地耐压的SRfet是一个很值得讨论的技术方面;当然,SRfet的选取对与匝比(增益)有关,输入电压范围有关,etc...不再赘述!

基本面的趋势是:电压等级越低的SRfet的特性越理想,如何能做好SRfet的stress吸收,是选用更为理想SRfet的前提。鄙人看法,能在低压侧(二次侧)的完成的吸收就不要在高压侧(一次侧)实现,主要原因:高压器件特性比较差,能量对电压关系是二次项关系,成本压力较大;变压器是功率传导元件,对于能量是瞬时传输,效率较高,在二次侧与一次能完成能量吸收。

单纯从技术的角度讲,对于一个好的吸收电路必须满足两个基本点:

1. 保证能够在任何条件下,均能有效吸收电压stress,本质上就是在每个周期均能控制好吸收电容上的电压,即吸收电容电压复位

2.希望能够做到能量无损;

3.尽量简单,包括电路和控制方法;

 

吸收的本质是对漏感能量的乾坤大挪移,即漏感(含反向恢复)能量转移至吸收电容,接着是采用哪种方法对吸收电容进行电压复位:吸收电阻,有源变换器,或者集成变换器等等,下面介绍一种变换器,分离器件构成:Cc, Qa, Dc, Qd, La, Da

这个电路的本质是利用La对吸收电容Cc的能量进行转移,然后再由Da续流至出路,本质上是一个类FLYBUCK的工作过程;其实,stress的形成与吸收只是各种谐振电路不断切换,能量不断转移的过程。

Below waveform got in PSFB circuit, Vin:360Vdc, Turn ratio:27:1, Load condition:70A;

下图CH4 SRfet Vds; CH1 SRfet driver; CH2 Primary current;

二次侧平台电压为:26.7V 在250MHz的探头带宽下,测得的SRfet Vds stress 31.4V,电压stress控制在5V;从一次侧电流波形看没有任何振荡;

这个电路的工作过程就不再赘述,同行一看便知,同时上传一份传统有源吸收的专利。

PSU的道路上不进则退,抓住现象看本质,共勉!

安,老木鸟!

posted on 2015-08-24 22:37  StonePower  阅读(3356)  评论(0编辑  收藏  举报