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有源箝位技术的PC电源设计

发布时间:2020-07-21 18:32:10 阅读: 来源:热风炉厂家

摘要:自从有源箝位专利技术到期之后,鉴于此技尤的独特优势,三家西方公司都推出了将其用于大功率PC及服务器的设计方案。其中ONSEMI的设计通过了80plus认证。文中以NCP1282为版本,详细论述了有源箝位PC电源设计的控制IC和功率器件选型注意事项以及设计时的参数调整,供设计人员参考。关键词:有源箝位;同步整流;电源;NMOS 对于控制IC的选择,其高压输入的变换器推荐为NCP1282,低成本的可以选择UC3843+UC3714,当然也可选择UCC2893(UCC2894)或其它。 选定控制IC之后必须熟悉其外围电路元件及其基本方框电路的特性,以下是一些器件的选择及设计注意事项,供参考。1 功率器件的选择1.1 主功率MOSFET 一般选择VDS=(1.8~2)VINmax,这里选择800V。 通过计算,选MOS QMAIN,8~10A足够,为留一定余量,可以选11~14A,选择过大的MOS并非是最上策。在高输入电压时,导通损耗不是太大,过大的MOS驱动损耗会加大,开关速度明显变慢,会给200kHz时的ZVS带来困难。 选择MOS时不仅根据电压电流,还要在数据表中找出其Qg,RSDOX,ton,toff及Coss,并记录下来。1.2 箝位MOS 由于变压器中磁能总量毕竟是有限的,所以箝位MOS QAUX耐压仍选800V,电流只选择QMAIN的1/3即可,但选择Qg AUX小的MOS以便减小驱动损耗,选择好以后,记下其ton,toff及Coss,RDS(on)。1.3 同步整流MOS QF及QR的选取 由于PC工作在PFC的400V相对稳定的输入电压之后,占空比变化很小,基本控制在45~48%,所以QF及QR的电压、电流选取很相象,可统一考虑。 首先选择耐压,对于12V输出时在45%的占空比之下,选择60V MOSFET比较合适。它承受最高2.2倍的输出电压,加上开关时的尖峰电压,并取20%的安全系数,当然也可以选50V的MOSFET。若VIN变化大,则按最坏情况考虑。 对于MOS电流的选取,则主要按照导通电阻RSDON来考虑,以得到最高的整流效率,所以其IDS为输出电流的四倍以上,必要时采用几个MOSFET并联,以解决RSDON的问题。若按公式计算则要计入电感中的纹波电流。 对于占空比较大的情况,两个MOS QF及QR则要独立计算,分别选取。1.4 输出滤波电感的计算和设计 输出滤波电感在PC电源中,经常是将12V与5V两组合在一起绕制,为了提高两输出电压的交叉调整率,还要提高它的耦合度。对输出滤波电感因其直流成份为主,不用考虑导线的超肤效应,也不要考虑用过大的感量,以选择好磁芯后将两组电感都绕下为上策。一般取: 因此,考虑磁芯的饱合度时,按(Iout+2△ILO)大小的电流处理。

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