紧凑型有源钳位反激式设计
时间：2024-06-27 12:07:11
传统的反激式转换器有一个瑕玷，即变压器漏感和主开关寄生电容谐振惹起的振铃；这会给开关带来高电压应力。另外，漏感能量被浪掷在无源钳位中，比方最经常使用的 RCD 缓冲器，从而限定了转换器服从并致使热耗散。
有源钳位反激 (ACF) 架构将接纳反激变压器漏电感能量，并限定关断时期低级 FET 漏极的电压尖峰。本文起首回首了 50 年前反激转换器架构在电源治理设想界涌现的汗青。本文连续深刻探究有源钳位反激架构的手艺，并从手艺角度先容了 Silanna 的新型紧凑型设想。Silanna 怪异的全集成 ACF 控制器（如 SZ1110 和 SZ1130）接纳 16 引脚 SOIC 封装，供应高度紧凑的设想。该 IC 拥有 OptiModeTM 智能数字操纵，可逐周期调解操纵模式，以最大限度地进步服从、坚持低 EMI、静态倏地调理负载以及顺应路线负载和电压变迁。
接纳 SZ1130 的 65W 通用输出 AC/DC 电源全硅完成服从达到 94% 以上。
50 年前，正向转换器进入了电源治理架构畛域。这类设想始终主导着商用电源畛域，尤其是在 50W 功率级别。
1975 年 6 月，当 Massey 和 La Duca 提出一种架构解决计划时，“你父亲的 ACF”架构开端成型，该解决计划旨在经由过程应用电压钳来赞助优化电源重置。他们可以或许调解幅度，以便在转换器重置隔断时期供应最低需要电压。
随后，在 1981 年，Carsten 采用了拥有多种变体的有源钳位电路。这在占空比变化时供应了最好复位电压，并复原了大部分焦点能量，完成了对称焦点鼓励和低损耗开关转换。您父亲的有源钳位反激观点诞生了，此后简直消除了钳位和开关消耗。
此后的变迁包孕将开关频次从约 2 kHz 提高到 500 kHz 以至更高。这首要得益于器件改良、封装前进和尺寸请求下降。断绝或非断绝反激拓扑一般为离线转换器的关头部份，其输入功率局限从几瓦到 100 W 摆布。该架构基于单开关拓扑，当电源开关关上时，从输出猎取能量并存储在变压器的低级电感中，而后当电源开关封闭时，该能量被传输到次级输入。服从、功率密度和低待机功率是反激拓扑及其可靠性的首要请求。
不息减少的“墙疣”
图 1：Silanna 的全硅 ACF IC 在一个封装中集成为了四种性能
1. 变压器漏电感——每次 FET 切换时，能量都市存储在变压器寄生电感中，而后经由过程 RCD 箝位耗散。然则，假如开关频次太高，则会致使适度消耗，从而致使适配器过热。有源箝位能够应用泄电能量来进步服从。若何完成？经由过程将其存储在电容箝位中，而后在开关周期的前期将其传送到输入。
2. 经由过程智能操纵钳位，可在 FET 上完成零电压开关 (ZVS)，从而经由过程下降开关消耗来进步团体服从。这将使设想职员可以或许进步有源钳位反激 (ACF) 的开关频次。
ACF 上风
为了以最好体式格局操纵 ACF，控制器需求智能且倏地。Silanna 全硅 SZ1110 (33W) 和 SZ1130 (65W) 有源钳位反激 (ACF) PWM 控制器集成为了自适应数字 PWM 控制器 (Opti-ModeTM) 和超高压 (UHV) 组件：有源钳位 FET、有源钳位栅极驱动器和启动稳压器。该 IC 解决计划可建立最高集成度的 ACF 控制器。图 1。
Silanna 有源钳位反激式转换器的性能操纵（图 2）
ACF操纵首要好处(图3)
1. ACF 可下降峰值电压，并完成更保守的匝数比。SR FET 电压额定值可下降。ACF 可回收泄电能量，从而进步服从。有源钳位 FET 中的软开关可下降 EMI。
2. 有源钳位可以使 QR 谷值更低，远低于 200V，主开关靠近 ZVS。因为开关消耗更低，开关电压更小，EMI 更低，是以服从更高。
电源接触点（图 4 中以蓝色表现）受害于 OptiMode 性能，能够继续监控如下关头地区：
主开关逐周期调解开/关时候
经由过程继续监控坚持高效率、低 EMI、路线/负载调理以及其余关头参数的才能
图 2：有源钳位反激式操纵步调
是以，65W 通用输出 AC/DC 电源的全硅完成能够完成 >94% 的服从，并在变迁的负载/路线/温度条件下坚持平整的服从曲线。
OptiMode 还供应：
经由过程抉择最好运营模式完成最高服从
突发模式、自适应谷底开关模式以及其余专有模式
毛病维护
SZ1110 和 SZ1130 供应周全的毛病维护列表，包孕过流维护 (OCP)、输出和输出过压维护 (OVP)、过功率维护 (OPP)、外部和内部过温维护 (OTP) 等。SZ1110/30 有三个版本，每一个版本都有分歧的毛病维护性能供设想职员抉择：
1. 部件编号 SZ11XX-00 拥有针对所有毛病的间歇模式毛病维护
2. 部件编号 SZ11XX-02 拥有断续模式毛病维护（OTP 锁存）
IC 封装16 针封装已移除两个引脚：引脚 2 和 5。图 5。
原因是引脚 1、3 和 4 是超高压 (UHV) 引脚，其绝对最大额定值为 620 V。移除引脚 2 和 5 是为了餍足这些 UHV 引脚间隔请求，使 UHV阔别 5 到 10高压引脚。引脚能够相互相邻由于它们之间的差分电压最大仅为 6 V。图 6。
有源钳位反激 (ACF) 架构将接纳反激变压器漏电感能量，并限定关断时期低级 FET 漏极的电压尖峰。本文起首回首了 50 年前反激转换器架构在电源治理设想界涌现的汗青。本文连续深刻探究有源钳位反激架构的手艺，并从手艺角度先容了 Silanna 的新型紧凑型设想。Silanna 怪异的全集成 ACF 控制器（如 SZ1110 和 SZ1130）接纳 16 引脚 SOIC 封装，供应高度紧凑的设想。该 IC 拥有 OptiModeTM 智能数字操纵，可逐周期调解操纵模式，以最大限度地进步服从、坚持低 EMI、静态倏地调理负载以及顺应路线负载和电压变迁。
接纳 SZ1130 的 65W 通用输出 AC/DC 电源全硅完成服从达到 94% 以上。
50 年前，正向转换器进入了电源治理架构畛域。这类设想始终主导着商用电源畛域，尤其是在 50W 功率级别。
1975 年 6 月，当 Massey 和 La Duca 提出一种架构解决计划时，“你父亲的 ACF”架构开端成型，该解决计划旨在经由过程应用电压钳来赞助优化电源重置。他们可以或许调解幅度，以便在转换器重置隔断时期供应最低需要电压。
随后，在 1981 年，Carsten 采用了拥有多种变体的有源钳位电路。这在占空比变化时供应了最好复位电压，并复原了大部分焦点能量，完成了对称焦点鼓励和低损耗开关转换。您父亲的有源钳位反激观点诞生了，此后简直消除了钳位和开关消耗。
此后的变迁包孕将开关频次从约 2 kHz 提高到 500 kHz 以至更高。这首要得益于器件改良、封装前进和尺寸请求下降。断绝或非断绝反激拓扑一般为离线转换器的关头部份，其输入功率局限从几瓦到 100 W 摆布。该架构基于单开关拓扑，当电源开关关上时，从输出猎取能量并存储在变压器的低级电感中，而后当电源开关封闭时，该能量被传输到次级输入。服从、功率密度和低待机功率是反激拓扑及其可靠性的首要请求。
不息减少的“墙疣”
充电器适配器，又称“Wall Wart”，用作典范的开关电源 (SMPS)。电源转换器性能每秒关上和封闭 FET 数十万次；这称为开关频次。频次越高，磁性越小。咱们不但愿开关频次太高，由于这会致使题目：
图 1：Silanna 的全硅 ACF IC 在一个封装中集成为了四种性能
1. 变压器漏电感——每次 FET 切换时，能量都市存储在变压器寄生电感中，而后经由过程 RCD 箝位耗散。然则，假如开关频次太高，则会致使适度消耗，从而致使适配器过热。有源箝位能够应用泄电能量来进步服从。若何完成？经由过程将其存储在电容箝位中，而后在开关周期的前期将其传送到输入。
2. 经由过程智能操纵钳位，可在 FET 上完成零电压开关 (ZVS)，从而经由过程下降开关消耗来进步团体服从。这将使设想职员可以或许进步有源钳位反激 (ACF) 的开关频次。
ACF 上风
为了以最好体式格局操纵 ACF，控制器需求智能且倏地。Silanna 全硅 SZ1110 (33W) 和 SZ1130 (65W) 有源钳位反激 (ACF) PWM 控制器集成为了自适应数字 PWM 控制器 (Opti-ModeTM) 和超高压 (UHV) 组件：有源钳位 FET、有源钳位栅极驱动器和启动稳压器。该 IC 解决计划可建立最高集成度的 ACF 控制器。图 1。
Silanna 有源钳位反激式转换器的性能操纵（图 2）
ACF操纵首要好处(图3)
1. ACF 可下降峰值电压，并完成更保守的匝数比。SR FET 电压额定值可下降。ACF 可回收泄电能量，从而进步服从。有源钳位 FET 中的软开关可下降 EMI。
2. 有源钳位可以使 QR 谷值更低，远低于 200V，主开关靠近 ZVS。因为开关消耗更低，开关电压更小，EMI 更低，是以服从更高。
电源接触点（图 4 中以蓝色表现）受害于 OptiMode 性能，能够继续监控如下关头地区：
主开关逐周期调解开/关时候
经由过程继续监控坚持高效率、低 EMI、路线/负载调理以及其余关头参数的才能
纵然在变迁的负载/路线/温度下也能优化体系功能
图 2：有源钳位反激式操纵步调
是以，65W 通用输出 AC/DC 电源的全硅完成能够完成 >94% 的服从，并在变迁的负载/路线/温度条件下坚持平整的服从曲线。
OptiMode 还供应：
经由过程抉择最好运营模式完成最高服从
突发模式、自适应谷底开关模式以及其余专有模式
毛病维护
SZ1110 和 SZ1130 供应周全的毛病维护列表，包孕过流维护 (OCP)、输出和输出过压维护 (OVP)、过功率维护 (OPP)、外部和内部过温维护 (OTP) 等。SZ1110/30 有三个版本，每一个版本都有分歧的毛病维护性能供设想职员抉择：
1. 部件编号 SZ11XX-00 拥有针对所有毛病的间歇模式毛病维护
2. 部件编号 SZ11XX-02 拥有断续模式毛病维护（OTP 锁存）
部件编号 SZ11XX-03 拥有锁存模式毛病维护（欠压 {UV} 主动复原）此中，XX = 10 和 30，分手用于支撑高达 33W 和 65W 输入功率使用的集成 ACF 控制器。IC 封装16 引脚封装有两个引脚被移除：引脚 2 和 5。图 5。
IC 封装16 针封装已移除两个引脚：引脚 2 和 5。图 5。
图 5：从封装中移除引脚 2 和 5
原因是引脚 1、3 和 4 是超高压 (UHV) 引脚，其绝对最大额定值为 620 V。移除引脚 2 和 5 是为了餍足这些 UHV 引脚间隔请求，使 UHV阔别 5 到 10高压引脚。引脚能够相互相邻由于它们之间的差分电压最大仅为 6 V。图 6。
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