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采用ROHM獨(dú)有的自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制,隔離型電源的瞬態(tài)響應(yīng)速度大幅提升

張杰 ? 來源:羅姆 ? 作者:羅姆 ? 2023-02-16 09:55 ? 次閱讀
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-請您先從“自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制”開始介紹。

“自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制”運(yùn)用了ROHM的非隔離型電源控制IC中采用的“導(dǎo)通時(shí)間控制”技術(shù)。BD7F系列是最早采用這種自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制技術(shù)的隔離型電源控制IC。以往的隔離型電源控制IC中,相對瞬間負(fù)載電流變動(dòng)的輸出電壓變動(dòng)、即負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)還存在改善余地。針對該課題,BD7F系列采用自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制技術(shù),成功將負(fù)載瞬態(tài)變動(dòng)控制在200mV。這與普通的控制方法相比,輸出電壓變動(dòng)最大可降低65%。具體請參考比較數(shù)據(jù)。

poYBAGPti-GAFnVQAACKnq7510w883.gif

-所謂的“自適應(yīng)”是什么意思?

自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制是根據(jù)負(fù)載狀態(tài)以3種控制模式轉(zhuǎn)換來適應(yīng)不同狀態(tài)。

負(fù)載固定且穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行普通的PWM控制,開關(guān)頻率以400kHz(Typ)恒定工作。

負(fù)載變動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通時(shí)間控制,以適合負(fù)載瞬態(tài)的導(dǎo)通時(shí)間工作。此時(shí),開關(guān)頻率變動(dòng)。

輕負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)換為PFM工作,通過降低開關(guān)頻率來抑制自身功耗,保持高效率。

其效果是在整個(gè)負(fù)載范圍實(shí)現(xiàn)高效率,并實(shí)現(xiàn)高速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。另外,也不再需要以往方式所需的外置相位補(bǔ)償部件。

-明白了。那么接下來請您介紹一下另一個(gè)概念–“輸出負(fù)載補(bǔ)償功能”。

“輸出負(fù)載補(bǔ)償功能”是補(bǔ)償二次側(cè)輸出二極管的VF受負(fù)載電流影響而變動(dòng)從而產(chǎn)生的輸出電壓變動(dòng)、即誤差的功能。在該誤差影響較大(已成為問題)的應(yīng)用中,利用該功能,可對負(fù)載變動(dòng)帶來的二次側(cè)輸出二極管的VF特性進(jìn)行反向電壓補(bǔ)償,可改善負(fù)載調(diào)節(jié)(Road Regulation)性能。

-不好意思,好像有些難以理解。

在利用一次側(cè)的反激電壓來穩(wěn)定二次側(cè)輸出電壓的說明中,曾經(jīng)使用過這個(gè)公式。

poYBAGPti-KAMEwaAAAb7oFqkcI873.gif

通過這個(gè)公式,介紹過VOUT的主要誤差原因是VF和ESR。根據(jù)負(fù)載電流即二次側(cè)變壓器電流IS的變動(dòng),ESR(二次側(cè)的總阻抗:變壓器繞組電阻、PCB板的阻抗等)帶來的誤差單純地變動(dòng),VF依賴二極管的VF-IF特性進(jìn)行變動(dòng)。
為了補(bǔ)償該誤差,產(chǎn)品配備了由COMP引腳決定償量,來補(bǔ)償決定輸出電壓的反饋電流的功能。簡單地說,就是將VF和ESR帶來的誤差根據(jù)負(fù)載電流來抵消。

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這張圖即使用了輸出負(fù)載補(bǔ)償功能時(shí)的補(bǔ)償示意圖。使用該功能僅需確定決定補(bǔ)償量的COMP引腳所連接的電阻和電容器常量即可。詳細(xì)的常量計(jì)算公式等請參考技術(shù)規(guī)格書。

-通過這張示意圖能夠理解隨著負(fù)載增加誤差的主要因素直接成為誤差的道理,以及補(bǔ)償后的情況了。順便問一下,BD7F系列無需反饋路徑的絕緣電路,并內(nèi)置有MOSFET,因此部件數(shù)量比較少,設(shè)計(jì)應(yīng)該也更簡單了。只是,由于需要變壓器,會不會可能讓人覺得難以接受呢?

說實(shí)話,變壓器可能的確有點(diǎn)麻煩。當(dāng)然,技術(shù)規(guī)格書中提供了變壓器的選型范圍,但考慮直到選定變壓器的過程還是比較耗時(shí)耗力的,比如規(guī)格書、樣機(jī)試制、規(guī)格書交流等。

從這個(gè)角度出發(fā),為了便于客戶評估,我們準(zhǔn)備了評估板。作為代表產(chǎn)品有BD7F100HFN-LBの評估板“BD7F100HFN-EVK-001”,可通過網(wǎng)售平臺網(wǎng)購。使用評估板可輕松評估搭載BD7F100HFN-LB的輸入電壓24V、輸出電壓5V、輸出電流800mA的隔離型電源。評估板如右圖所示。

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另外,包括變壓器在內(nèi)的其他主要元器件在技術(shù)規(guī)格書的應(yīng)用例中有具體的型號。下面是從BD7F100HFN-LB的技術(shù)規(guī)格書中摘錄的,比如關(guān)于變壓器,推薦的是Sumida變壓器;關(guān)于一般的電壓已經(jīng)提供產(chǎn)品型號。

pYYBAGPti-iADsXyAABRGlTSWBg843.jpg

下表也是從技術(shù)規(guī)格書中摘錄的,其中也包括其他應(yīng)用例的相關(guān)內(nèi)容,不過從中可獲得推薦變壓器的大致規(guī)格。

poYBAGPti-mAKr1yAACQndMBDes867.gif

-我想有了這些支持,應(yīng)該可以放心探討采用了。

ROHM具有完備的支持體制,可以解答其他任何問題等,敬請放心。

-非常感謝您此次相當(dāng)詳細(xì)的講解。

審核編輯黃宇

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