簡(jiǎn)單回顧一下反激變換的基本原理,Flyback拓撲源于六種基本DC-DC電路之一的Buck-Boost,如下圖所示,Buck-boost電路在連續模式(CCM)下的直流增益是-D/(1-D),輸出電壓極性相反,如果對Buck-Boost進(jìn)行隔離化,同時(shí)使變壓器的線(xiàn)圈匝數可變并變換輸出極性,就得到了一個(gè)Flyback電路。
Flyback的工作模式也和大多數開(kāi)關(guān)電源一樣,可以工作在連續模式(CCM)、斷續模式(DCM)和臨界導通模式(BCM)。如下圖所示,以工作在連續模式(CCM)的反激為例,可以看到理想的變壓器模型中還會(huì )存在漏感,實(shí)際等效電路中還包括了RCD snubber吸收(增加阻尼,降低Q值),次邊的寄生電感Ls與續流二極管串聯(lián)(包含了雜散電感、副邊漏感),以及圖中未表示完全的各種寄生的感抗與容抗分布參數。下圖給出了驅動(dòng)信號DRV、原邊電流Ip、次邊電流Is、原邊功率極的漏端電壓Vds_P和次邊同步整流管的Vds_S(或續流二極管的反向壓差)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),從t0~t2階段,勵磁電感Lm儲能;t2~t4階段,勵磁電感儲存的能量通過(guò)變壓器傳遞到副邊給輸出電容充電。圖中的t2~t3示意性給出了實(shí)際工作中存在的換流過(guò)程。
為什么要加柵極的驅動(dòng)緩沖
01
優(yōu)化EMI性能
EMI包括傳導和輻射,前者通過(guò)寄生阻抗和其他連接以傳導方式耦合到原件,后者通過(guò)磁場(chǎng)能量以無(wú)線(xiàn)方式傳輸到待測器件。
回顧下麥克斯韋方程組中的法拉第電磁感應定律:穿過(guò)一個(gè)曲面的磁通的變化會(huì )在此曲面的任意邊界路徑上產(chǎn)生感應電動(dòng)勢,變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生環(huán)繞的電場(chǎng)。對于輻射而言,每個(gè)環(huán)路都是一個(gè)小的天線(xiàn),環(huán)路面積的大小、負載電流的大小、測試距離的遠近、工作頻率的高低、測試方向夾角的差異,都會(huì )對輻射產(chǎn)生影響。通過(guò)布局的優(yōu)化、降低di/dt和dv/dt噪聲、增加EMI濾波等都可以?xún)?yōu)化EMI。
02
降低次邊續流功率二極管的電壓應力
03
從電路設計的角度出發(fā)可做哪些優(yōu)化?
實(shí)現這種驅動(dòng)速度調整的方法有很多,比如可以集成一個(gè)簡(jiǎn)單的逐次逼近的SAR ADC,通過(guò)一個(gè)時(shí)鐘沿觸發(fā)異步時(shí)鐘,通過(guò)SAR邏輯的控制,對驅動(dòng)MOS的柵極信號從0到Miller平臺到來(lái)之間的時(shí)間差進(jìn)行量化,通過(guò)閉環(huán)與目標值進(jìn)行比較進(jìn)行調整,直到驅動(dòng)速度穩定;也可以直接對表征上升沿速度的脈沖信號進(jìn)行低通濾波獲得表征占空比信息的電壓信號,對此電壓信號進(jìn)行誤差調整。