ZHCAD23 august   2023 LMR38020

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
    1. 1.1 微型逆变器系统
    2. 1.2 典型电源树和设计要求
  5. 2传统反激式设计挑战
    1. 2.1 SSR 设计挑战
    2. 2.2 PSR 设计挑战
  6. 3全新 Fly-Buck 设计
    1. 3.1 LMR38020 概述
    2. 3.2 与传统反激式的比较
    3. 3.3 设计注意事项
    4. 3.4 LMR38020 Fly-Buck 设计示例
  7. 4基准测试和结果
    1. 4.1 启动
    2. 4.2 稳态下的典型开关波形
    3. 4.3 效率
    4. 4.4 负载调节
    5. 4.5 短路
    6. 4.6 热性能
  8. 5总结
  9. 6参考文献

PSR 设计挑战

图 2-4 所示,与 SSR 控制相比,PSR 控制方法更简单,可消除光耦合器、TL431 以及相关电阻和电容电路。

GUID-20230807-SS0I-7XM1-MWVK-CTLXXSTDJPKF-low.svg图 2-4 简化版 PSR 电路原理图

图 2-5 所示,它可节省 BOM 成本和减小 PCB 尺寸,并且元件数量较少,因此增加了故障间隔平均时间 (MTBF)。此外,对于具有高浪涌或隔离电压要求的应用,减少跨越隔离栅的元件数量可减少可能击穿的面积,同时降低元件的隔离电压要求,这也降低了总成本。

GUID-20230807-SS0I-FJWC-JN9D-2PFLCHDWDFFC-low.svg图 2-5 基于 UCC28704 的 PSR 控制示例电路

但是,SSR 控制也有一些缺点。大多数 PSR 控制器使用拐点采样进行反馈,这是一种在电感器电流处于最低值时对电压进行采样的方法。因此,辅助绕组上的反射输出电压采样在每个 PWM 周期内只发生一次,在开关周期之间,不会监控电压值。因此,瞬态响应比 SSR 控制的瞬态响应慢,在该控制中,输出电压将受到持续监控。

此外,在多输出应用场景中,PSR 的交叉调节性能比 SSR 的交叉调节性能差,尤其是连接到每个绕组的负载差异很大。因为对于 PSR 控制器交叉调节,选择负载最重的输出通常是为了实现反馈并确定控制环路的响应。如果负载较轻,其他输出可能调节效果很差。

简而言之,传统的反激式设计(无论是 SSR 还是 PSR)可能为微型逆变器应用带来一些设计挑战。此外,对于其他常见问题,反激式控制器通常需要额外的辅助绕组来为控制器供电,并且开关频率通常低于 150kHz。因此,对于需要小尺寸的微型逆变器而言,大变压器尺寸可能具有挑战性。幸好,TI 有一种替代设计可以应对这些挑战,我们将在以下几节中讨论。