虽然价格通常是第一位的，但设计电源时的其他主要标准是高效率、低成本备用功率和高功率因数。其中一些目标很难通过广泛使用的回扫来实现 转换器。其损失的很大一部分是由主变压器的泄漏功率引起的，浪费了在缓冲电路中，或由于MOSFET中的开关损耗和次级侧二极管上的损耗 整流器。在效率和开关损耗方面，LLC谐振变换器现在优于因为它提供了零电压开关（ZVS）的优点。 但由于其在谐振电路中的高循环电流，LLC在低负载下表现出较差的效率。 然而，由于这里讨论的一些新设计选项，一种替代方案正在出现。具体地说，采用准谐振（QR）PWM控制器实现的双开关反激电路在所有方面都有显著改善关键电源参数。在本文中，我们演示了新的QR谐振PWM控制器和SiC MOSFET兼容的栅极驱动器使双开关反激式转换器成本更低，成本更高 LLC谐振转换器的替代性能，特别是在高压输入的情况下。 特别是，目标是实现使用ST QR PWM控制器实现高效率、高性能的可能性功率因数LED驱动器，输出功率高达150 W或高压输入，高效率电源，带 在与LLC谐振转换器相当或更好的参数下，输出功率敢达300 W。 开发并测试了四个选项，其中两个基于HVLED001 HPF QR PWM控制器，两个基于STCH02/03低待机QR PWM控制器，使用L6385E标准高压MOSFET驱动器和创新的基于交流耦合变压器的MOSFET驱动器，最终优化并测试用于SiCMOSFET。该变压器栅极驱动器版本也适用于1kV以上的高输入电压。 两种开关反激和组件选择的好处双开关反激具有许多优点。它提供从低到高负载的高效率。这个否则将在泄漏电感放电中浪费的能量返回到大容量电容器。 MOSFET上的电压应力限制在Vin，次级上的电压也较低一边此外，基于QR-FB控制器的双开关反激实现了接近零（电压）的切换主MOSFET的。除此之外，它比LLC转换器更易于设计。 ST的QR反激控制器具有一些优点，可用于两种开关反激设计。他们使得可以使用输出电压和电流的初级感测。他们还允许跳谷，这 减少脉冲串切换的使用并降低输出纹波。 不同的控制器IC具有各自的特定优势。例如，HVLED001A HPF QR FB控制器能够设计高功率因数QR-FB，同时提供输出电压的初级感测。 STCH02/STCH03 QR FB控制器以其超低待机功率和主要感应输出电流。 使用基于ac耦合变压器的MOSFET驱动器还有其他好处。这些包括零备用电源、使用650 V以上工作电压的可能性以及与具有单栅极驱动输出的普通PWM控制器（即，不需要互补输出）。而且重要的是，这种类型的驱动器可用于驱动SiC MOSFET。 在第一种设计方案中，我们使用L6385E标准高压栅极驱动器。它有以下限制。什么时候通常与电流控制PWM一起使用，这些PWM通常不配备导通时间循环限制第一个高侧栅极脉冲不通过。这个问题通过添加Q1来解决，Q1完成了第一个循环。 然而标准MOSFET栅极驱动器也具有比PWM控制器窄的工作电压范围，这在可调光LED驱动器中使用时会造成限制。最适用的MOSFET栅极驱动器可以是： 仅在600 Vdc输入电压以下使用，当要求低备用功率时不适用。 为了消除这些限制，开发了基于交流耦合变压器的MOSFET驱动器（图1）。具有在该驱动器中，电压限制被消除，并且备用功率为零。主要驱动原理图为： 如图1所示。它包括一个推挽驱动器，在半电源电压下工作到虚拟地。虚拟地面还为推挽驱动器创建参考信号。 根据输入边缘极性，通过初级线圈的电流可以在两个方向上流动。结果是对称励磁铁芯，零备用电流，有效利用铁芯体积，降低饱和风险。 STCH02/03控制器的示意图和测量值（200-W FB示意图，图2；效率和备用电源，图4）和HVLED001A控制器（100-W HPF FB示意图，图5；效率和 图6的功率因数）。 图3证实了双开关FB（使用STCH02的200-W版本）效率的预测改进从单开关反激（具有相同变压器）和150-W LLC半桥谐振 转换器（带同步整流器）。
结论 该项目表明，将回扫的使用扩展到现在主要使用LLC的应用程序，可以提供成本更低、设计更容易、开发工作量更低、单位体积功率更高、控制更容易。 变压器栅极驱动器的使用将双开关反激电路的适用性扩展到以下应用：高电压输入，允许使用SiC MOSFET，无需特殊控制器或隔离栅极驱动器 需要隔离的辅助电源。 |
