提高电流能力并简化反激式转换器的热设计

在反激式转换器中,大电流应用中的电流水平受到输出整流二极管中产生的热量的限制。解除这一限制的明确方法是用压降低得多的mosfet代替二极管,从而显著减少整流器中产生的热量——减少散热可提高输出电流能力和效率,并简化热设计。lt®8309 是一款副边同步 mosfet 驱动器,它通过检测 mosfet 的漏源电压来确定是应导通还是关断,从而复制输出二极管的行为,从而允许其取代效率较低的整流二极管。
lt8309 可与凌力尔特的任何无光边界模式反激式 ic (例如 lt3748 初级侧控制器) 结合使用,以最少的组件数量产生高性能隔离电源。
5v、8a 隔离电源
图1所示为低电压、高电流、低器件数反激式电源。传统的输出二极管被由lt8309、mosfet和一些小型外部组件组成的理想二极管所取代。
图1.低压大电流反激式转换器。
要使mosfet充当二极管,它必须在体二极管开始传导电流时立即导通,并在电流降至零时立即关闭。lt8309 的快速比较器可产生所需的近瞬时动作。电流检测比较器监视 mosfet 的漏极电压。当体二极管开始导通时,漏极电压远低于地电位,比较器跳闸并接通mosfet。在最短导通时间之后,lt8309 等待达到 mosfet 关断跳变点以关断 mosfet。关断跳变点可通过连接器件漏极引脚和 mosfet 漏极的外部电阻来调节。drain 引脚具有 150v 额定电压,使其也适用于宽输入电压设计。
lt8309 的内部 ldo 在 intvcc 引脚上产生一个 7v 输出,用于 mosfet 栅极驱动。具有 1ω 下拉电阻的强栅极驱动加快了 mosfet 的导通和关断速度,从而提高了效率。
效率如图2所示,与纯二极管设计进行了比较。由于效率更高,基于lt8309的设计构建的电路板的工作温度仍明显低于纯二极管设计,如图3和图4所示。
图2.基于lt8309的反激式转换器的效率与传统的次级侧二极管整流器相比相同。
图3.5v/5a 输出时的热图像,带二极管 pds760。
图4.热图像显示,使用 lt5 时,5v/8309a 输出的运行温度要低得多。
40v vcc 引脚额定值允许 lt8309 由 mosfet 的输出电压或整流漏极电压驱动。如果 vcc 引脚连接到反激式转换器的输出,则在一个输出短路条件下,lt8309 关断,mosfet 的体二极管必须处理短路情况。这对 mosfet 提出了额外的热要求。相反,如果vcc连接到mosfet的漏极电压(如图1所示),则vcc在短路时等于vin/n,从而允许lt8309在短路期间工作。短路电流流过mosfet而不是体二极管。
结论
lt8309 是一款易于使用、快速、次级侧同步反激式整流器驱动器,采用 sot-23 封装。高效率、高电流隔离电源需要最少数量的组件,当lt8309与凌力尔特的无光边界模式反激式ic系列结合使用时,热设计得以简化。


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