降低可携式应用中升压转换器开关损耗.pdf

用中 第 1 頁 ，共9 頁 設計論壇 低可攜式應用中升壓轉換器開關損耗 In-Hwan Oh博士 為了降低無源元件的尺寸大小並獲得快速動態回應 ，驅動頻率被提高至MHz等級 ，但驅動頻率越高 ，開關損耗就越大，隨著開 率不斷增加，MOSFET的開關損耗將超過導通損耗 。特別由於功率元件是在最高電壓電流條件下被關斷的 ，因此，升壓轉換器的關 斷開關損耗要大於導通開關損耗。 在1.6MHz的開關頻率和8.3MHz的LC諧振頻率下進行了相關實驗 ，結果顯示功率元件所需的安全工作 域（SOA ）比典型升壓轉換 器小，這表明功率元件的功耗很低。這就允許利用較小封裝的控制IC來處理更高的輸出功率 。在滿負載、低輸入電壓條件下 時 ，輸入電流較高，LC 諧振升壓轉換器便能有效提高功率轉換效率。 在可攜式產品的各種DC-DC 轉換器中 ，效率已逐漸成為有關延長 電池壽命的熱門話題 。在升壓轉換器或步進轉換器中 ，主要的開 關損耗是在功率開關關斷時產生的 ，因為此時仍處於最大的電壓電流轉換條件 。在非連續性電流模式（DCM ）中，升壓轉換器的 主要功率元件通過從零電流開始的一個軟啟動電流來導通 。由於功率元件在高電壓零電流時導通 ，所以它的開關損耗非常小 忽略不計。鑒於電感電流的正斜率，其流入功率元件的電流在元件關斷時達到最大 。因此 ，在DCM 中 ，關斷損耗比導通損耗大 不過 ，導通損耗是在連續電流模式（CCM ）下產生的 。但其關斷損耗仍然大於導通開關損耗。本文所介紹的 LC 諧振網路 ， 或消除關斷開關損耗。 諧振電路解析 在升壓 、降壓或升/降壓轉換器中 ，LC 諧振網路可按 1 所示實現 。 (a ）帶有無損耗LC 網路的升壓轉換器 .tw/article/Forum/fo 1203.htm 2007/ 12/ 14 PDF created with pdfFactory Pro trial version 用中 第2 頁 ，共9 頁 （b ）帶有無損耗LC 網路的降壓轉換器 (c ）帶有LC 網路的升/降壓轉換器 1. 帶有無損耗LC 網路的不同應用 1顯示了無損耗LC 諧振網路的不同應用實例 。本文中 ，如 2 所示，LC 諧振網路被用於升壓轉換器。為簡化模式分析 ， 率元件和所有無源元件都是理想的。 3 顯示了帶有LC諧振網路的升壓轉換器在各個時段的工作模式 。本文提出的具有附加諧振 路的升壓轉換器，它的工作可分為三種模式 。首先 ，主開關Q 是關斷的 。電感電流iL (t ）具有負斜率 ，通過電感L 和輸出二極體 流向負載 ，如 3(a ）所示 。電壓VCr 由一個正電平充電 ，並具有和輸出電壓Vo 相同的幅值 ，見 3(a) 。 模式 1 （t 1 t t2) 在t=t1時 ，Q 導通 。電感Lr 和電容Cr 啟動諧振 ，諧振頻率及其週期Tr 可計算如下 ： （1) （2) .tw/article/Forum/fo 1203.htm