在典型设计中同步整流可将效率提升约2%,但如果实施不当则会导致其它问题 初级MOSFET与SRFET在连续导通模式(CCM)下的交越导通问题: 1.交越导通只会在初级开关MOSFET开通时才会出现 2.交越导通是指初级和次级MOSFET同时导通的情况 3.通常是由于SR FET关断较慢所产生 为防止交越导通情况出现,需要具有死区时间–次级与初级开关之间具有延迟。 SR FET漏-源极间的电压应力 导致电压应力增加的因素: 1.设计中选取的VOR较低和/或输出电压较高 2.次级绕组漏感和SRFET电容振荡而导致的电压振铃 3.SR FET的Qrr值较高 单一控制器的优势 精确可重复的开关切换时序控制 可实现最佳死区时间延迟的控制,从而提高效率 性能一致可消除交越导通的风险 不受电路寄生参数变化的影响,也不受第三方驱动器特性的限制 一个控制器管理初级与次级开关 DCM-CCM工作方式平滑切换 适合于快充及输出动态特性有要求的应用 异常工作情况下没有交越导通的风险 SR FET的选择 选取SR FET时不要仅关注MOSFET数据手册中的主要参数 SR FET的电压额定值(BVDSS)应为峰值反向电压的1.3 -1.4倍 使用栅极具有逻辑电平驱动电压的MOSFETS 关断时间(toff) = td(off) + tf 使用InnoSwitch-3时,SR MOSFET的关断时间必须≤ 87 ns 死区时间取决于SR栅极电压的dv/dt 栅极电阻,IG ![]() Qrr和trr对SRFET电压应力的影响 整流管/体二极管的反向恢复 Qrr随MOSFET击穿电压的变化而变化 RC缓冲电路和肖特基二极管的功能 SR FET的保护 次级整流管短路(SRS)保护 阈值:ILIM的107% 如果在tON< 200 ns内触发限流点阈值则触发SRS保护 第一次触发:产生30 µs的开关停止时间 连续两次触发:产生200 ms的开关停止时间 在200 ms关断时间之后,SRS保护可继续触发200 ms关断时间
次级整流管短路(SRS)保护可减小初级侧的应力。InnoSwitch-3可承受SRS故障,并在故障消除后返回正常稳压状态。 其它SR保护措施 SR禁止保护 SR只有在次级控制器已经发送了一个开关请求,同时在正激引脚上检测到下降沿的情况下才能工作 电流检测引脚电压超过恒流阈值的3倍时SR驱动信号被禁止 SR静态下拉 SR引脚在次级失去控制时维持低电平 防止由于相邻电路电容耦合效应所导致的SR栅极电压的可能升高 SR开路保护 SR引脚的电容<100 pF(表示没有栅极连接)-次级将放弃控制 总结 大多数SRFET故障均由SRFET与初级MOSFET之间的交越导通造成 仅在CCM工作模式下初级MOSFET开关开通时才会出现 需要合适的死区时间设定以兼顾效率 采用独立的SR控制器难以实现高效(需要较长的死区时间以避免交越导通) 部分SRFET故障由电压应力超限造成 使用低Qrr特性的SR FET 选择正确的VOR 使用RC缓冲电路限制电压尖峰 降低次级漏感 使用软启动降低启动期间产生的电压尖峰 InnoSwitch-3的同步整流保护特性可确保同步整流工作的可靠性 |