簡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進行隔離化,同時使變壓器的線圈匝數可變并變換輸出極性,就得到了一個Flyback電路。
Flyback的工作模式也和大多數開關電源一樣,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存在漏感,實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(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)。簡單來說,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示意性給出了實際工作中存在的換流過程。
為什么要加柵極的驅動緩沖
01
優化EMI性能
EMI包括傳導和輻射,前者通過寄生阻抗和其他連接以傳導方式耦合到原件,后者通過磁場能量以無線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:穿過一個曲面的磁通的變化會在此曲面的任意邊界路徑上產生感應電動勢,變化的磁場產生環繞的電場。對于輻射而言,每個環路都是一個小的天線,環路面積的大小、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,都會對輻射產生影響。通過布局的優化、降低di/dt和dv/dt噪聲、增加EMI濾波等都可以優化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可做哪些優化?
實現這種驅動速度調整的方法有很多,比如可以集成一個簡單的逐次逼近的SAR ADC,通過一個時鐘沿觸發異步時鐘,通過SAR邏輯的控制,對驅動MOS的柵極信號從0到Miller平臺到來之間的時間差進行量化,通過閉環與目標值進行比較進行調整,直到驅動速度穩定;也可以直接對表征上升沿速度的脈沖信號進行低通濾波獲得表征占空比信息的電壓信號,對此電壓信號進行誤差調整。