絕緣型反激式轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)之主要部件的選定-MOSFET相關(guān)(二)
出處:電子發(fā)燒友網(wǎng) 發(fā)布于:2021-04-21 14:18:55
在“主要部件的選定-MOSFET相關(guān) 其1”中選定MOSFET Q1,接下來將建構(gòu)MOSFET外圍的電路。
首先,來重溫電路工作。以D4、R5、R6調(diào)整從IC的OUT(PWM輸出)端輸出的信號,讓MOSFET Q1能夠正確工作,然后再驅(qū)動(dòng)MOSFET的柵極。MOSFET Q1開/關(guān)經(jīng)過整流且流向變壓器 T1 側(cè)的高電壓,將其電能傳送至二次側(cè)。Q1在ON時(shí)Ids流動(dòng),但因?yàn)椴⒎菬o限制流動(dòng),是故利用R8檢測電流并加以限制。
首先,本稿決定調(diào)整MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)的電路、二極管 D4、電阻R5、R6,其次,決定限流和斜率補(bǔ)償上必要的電流檢測電阻R8。
MOSFET 柵極電路 R5、R6、D4

為了驅(qū)動(dòng)MOSFET,從電源IC的PWM輸出的輸出信號,但如果直接和MOSFET的柵極相接,反而無法獲得 工作狀態(tài),必須配合電路和要求的特性進(jìn)行調(diào)整。具體來說,就是將MOSFET的開關(guān)損耗和噪聲優(yōu)化。
分別調(diào)整MOSFET的ON和OFF的速度,在開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲的妥協(xié)點(diǎn)工作。所謂妥協(xié)點(diǎn),正是因?yàn)殚_關(guān)損耗和開關(guān)噪聲互呈反比所形成的。提升開關(guān)速度后,開關(guān)損耗將減少。然而,開關(guān)速度變快時(shí),電流會急劇發(fā)生變化,造成開關(guān)噪聲變大。
柵極電路的常量是難以經(jīng)由事先決定的公式計(jì)算出來。因此,從電源IC技術(shù)規(guī)格的電路圖上,所標(biāo)示的數(shù)值開始, 再實(shí)機(jī)工作看看,確認(rèn)MOSFET溫度上升是否位在容許范圍內(nèi),也就是檢查開關(guān)損耗。此外,還要進(jìn)行開關(guān)噪聲的測量,確認(rèn)其在適當(dāng)?shù)姆秶?/p>
MOSFET ON時(shí)的速度用R5和R6進(jìn)行調(diào)整
MOSFET OFF時(shí)的清電荷用二極管D4,以R5進(jìn)行調(diào)整
選擇工作電流模式的不連續(xù)模式后,MOSFET ON時(shí)基本上不會發(fā)生開關(guān)損耗,而OFF時(shí)損耗則可控制的。為減輕MOSFET OFF時(shí)的開關(guān)損耗,縮小R5且提升OFF速度,但電流急劇變化,造成開關(guān)噪聲變大。此次范例電路中提出了下列幾項(xiàng)。
R5=22Ω 0.25W、R6=150Ω、D4:RB160L-60 (肖特基二極管 60V/1A)
為了在MOSFET OFF時(shí),高速消除柵極電荷,而使用了二極管 D4。損耗變小且高速,因此選擇肖特基勢壘二極管。
作為注意事項(xiàng),由于脈沖電流會流過R5,因此請確認(rèn)使用的電阻能承受脈沖電流。
電流檢測電阻 R8
和MOSFET源極相接的電阻中,源極端和電源IC的CS引腳相接,另一端則是和GND相接。MOSFET OFF時(shí),利用流向R8的電流所產(chǎn)生電壓下降現(xiàn)象,驅(qū)動(dòng)CS引腳。就功能而言,擁有限制流向 側(cè)的電流、在針對輸出過負(fù)載的保護(hù)、控制電流模式的斜率補(bǔ)償3個(gè)功能。CS引腳的詳細(xì)內(nèi)容請參照電源IC BM1P061FJ的技術(shù)規(guī)格。
由于擁有多種功能,因此有時(shí)會因?yàn)樽儔浩?nbsp; 側(cè)的電感,以及輸入電壓而受到限制,經(jīng)由下列公式計(jì)算出R8。Ippk或Duty則是在“變壓器設(shè)計(jì)(數(shù)值計(jì)算)”來計(jì)算。Vcs根據(jù)BM1P061FJ的CS引腳電壓的規(guī)格計(jì)算為0.4V。

計(jì)算結(jié)果R8為0.2Ω。
此外,經(jīng)由下列公式計(jì)算出檢測電阻R8的損耗P_R8。

考慮計(jì)算結(jié)果和耐脈沖電流,選擇能承受1W以上的容許電阻。就算功率額定值相同,也可能因?yàn)殡娮铇?gòu)造等,而改變耐脈沖電流特性,因此必須向所用電阻廠商確認(rèn)。
因而,本節(jié)決定了MOSFET四周部件的常量。在計(jì)算公式之外,再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則和實(shí)機(jī)確認(rèn)等,或許仍無法完全了解,而電源設(shè)計(jì)上卻存在許多這類的情況。
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