高效转换的同步回扫电路

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在设计非隔离的降压型稳压器时，降压型稳压器通常是第一选择，除非VIN与VOUT之比大于10、输入电压很高或者两种情况兼而有之。低占空因素对于FET驱动器来说可能是个问题，并会导致电流型控制回路失去控制。在VOUT很低、输出电流只有几个安培时，效率会大幅度下降到60%～70%。效率下降是由转换损耗引起的，因为上部开关中始终流过满载电流。图1所示电路看起来有点儿像降压型稳压器，并使用一个降压型控制器，但实际上是一种电压型同步回扫电路。在效率高于85%，输入电压范围为36V~60V的情况下，其面向的应用系统在输出电流为2A时要求输出电压为3.3V。这一电路在几种已评估过的技术中似乎是最有希望的，因为其效率和成本优于降压型稳压器和异步回扫电路。

　　LM2743控制器启动之后，从MMBTA06晶体管和6.2V齐纳二极管以及从一个自举线圈获得功率。其EN（启动）输入端是一个提供UVL（低压切断）的比较器，用来防止在28V以下启动。控制器驱动一个损耗比肖特基二极管还低的同步开关，并利用更低的FET导通电阻作为限流检测电阻。在引脚11处的150kΩ电阻器产生一个250 kHz的开关频率。由Pulse Engineering公司（www.pulseeng.com）设计的回扫变压器是一个低成本部件，其初级线圈电感为50mH，线匝比为3:1，尺寸为13（长）×15（宽）×11（高）mm。3:1的线匝比防止初级开关流过满载输出电流，从而使得开关损耗比降压型稳压器小。输出端的小型LC滤波器能使一只10mF陶瓷电容器处理很大的有效（rms）波纹电流，此外，一只低成本铝电容器也能消除波纹并缓冲负载瞬态。

　　图2示出了图1所示电路在三种输入电压和若干种输出电流下的测量数据。左边三条最上方的曲线表示效率；三条较低的曲线表示按右边刻度计量的以W为单位的总损耗。在不加负载的情况下，VOUT波纹的峰-峰值为6mV，在输出电流为4A时上升到20mV。在输出电流为3.5A时，效率迅速下降，这是限流作用造成的。如同任何开关电源，特别回扫电路那样，印制电路板布局非常重要。如果采用四层或更多层的印制电路板，电源平面和接地平面分开，栅极驱动连线短而宽，你就可以获得最佳性能。尽管图1所示电路拟应用于7W单输出系统中，但这种同步回扫电路可适用于更大的功率范围；你只要增加次级绕组，就可轻易地将其扩展成多种输出。增加的输出端既可以使用二极管整流器，也可以使用低栅压驱动器驱动的附加FET。