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

典型电源树和设计要求

图 1-4 展示了微型逆变器的典型电源树。

GUID-20230807-SS0I-WSHJ-6LRS-NRKN0LM0HKS0-low.svg图 1-4 微型逆变器辅助电源的典型电源树

所有 PV 电池板的输出通过 ORing 二极管连接在一起,作为辅助电源的输入源。根据 PV 电池板的电压特性,输入电压范围通常为 16 至 60 伏。

由于辅助电源需要为逆变器栅极驱动器提供多个隔离电压,因此经常使用反激式拓扑,这不仅是因为它可以轻松实现多个输出,而且还因为其外部元件数量可实现极具竞争力的物料清单 (BOM) 成本。对于单相逆变器栅极驱动器,传统的反激式转换器通常具有一个初级绕组和三个次级绕组,其中两个绕组用于上下栅极驱动器,一个用于初级电路,包括 MPPT 直流/直流级的非隔离式驱动器、继电器和其他系统电路。

由于反激式转换器的交叉调节问题,其他系统电路不由反激式转换器供电。初级侧或次级侧上的额外直流/直流转换器或 LDO 用于为这些电路提供所需的严格调节辅助电源电压。通常,初级降压转换器用于为缓冲器、放大器、比较器和霍尔电路等生成 5V 电压。次级降压转换器用于为 DSP 生成 3.3V 和 1.2V 电压。此外,还使用 LDO 为无线通信模块(例如 Sub-1G)提供 3.3V 输出,而不产生开关噪声。

表 1-1 列出了辅助电源的 7 瓦设计要求示例。

表 1-1 辅助电源的设计要求示例
规格 要求
输入电压范围 16V 至 60V
输出 1 12V/5W(非隔离式)
输出 2 12V/1W(隔离式)
输出 3 12V/1W(隔离式)
热性能 允许最高温度超出 Ta 30°C (Ta max = 80°C)。
变压器内核 首选 EP10 或更小,最多接受 EP13。
频率 目标约为 300KHz(250KHz 至 400KHz)。
效率 > 85%
交叉稳压 < 10%
可靠性 太阳能产品需要高可靠性和长寿命

以下部分包括基于上述设计要求的传统反激式设计。