近年、国際的なエネルギー効率基準が継続的に改善されているため、従来のショットキー ダイオード整流器では、たとえ超高エネルギー効率であっても、低電圧および高電流出力仕様 (米国 DoE レベル VI、EU CoC V5 Tier 2) のエネルギー効率要件を満たすことができなくなりました。 - 低 Vf ショットキー整流が使用されます。特殊なダイオード整流の場合、ヒートシンクを追加する必要があるものもあります。これにより、PCB スペースが大きくなり、電力密度が低く、効率が低くなり、ケース温度が高くなり、ユーザー エクスペリエンスが低下します。同期整流MOSを使用することで、同じ出力電流のもとで損失が非常に小さくなり、機械全体の変換効率が大幅に向上します。
スイッチング電源には多くの動作モード(CCM、DCM、QR、BURST)があり、同期整流制御ICはパッシブ受信同期方式であるため、いかなる負荷および全電圧入力条件下でも故障を回避することは困難です。よくある問題と改善策
1: MOS 管を事前にオンまたはオフにする
原因:
1) SR IC_gate ドライバの出力が妨害され、事前にオンになります。
2) SR IC 内部のスロープ検出回路が乱れた場合、事前または最初の Ring でオンになります。
3) SR IC_gate がオンになった後、一次漏れインダクタンスと MOS の DS 容量発振によって干渉され、誤って MOS のシャットダウンを引き起こします。
影響を与える:
1) SR MOS のゲートが事前にオフされているため、ボディ内のダイオードの導通時間が長くなり、効率が低下し、同期 MOS が高温になります。
2) プライマリ Vds またはセカンダリ Vds からの波形を見ると、小さな波と大きな波があります (CCM モードの場合)。
解決策:
1) 適切な SR IC ブランドを選択する
2) PCB レイアウトの改善 (SRIC 外挿 MOS 用)
3) ダンピング抵抗と直列のダイオードを吸収するなど、一次吸収 RCD 回路を調整します。
2: プライマリおよびセカンダリ MOS に共通する問題
原因:
CCM では、プライマリ MOS がオンした場合、セカンダリ MOS を迅速かつ正確にオフする必要がありますが、セカンダリ MOS のオフ遅延が長すぎると、プライマリ MOS とセカンダリ MOS が共通になる可能性があります。
影響を与える:
二次側では大きな逆電流が発生し、MOS に重大な損傷を与えます。
解決策:
1) ターンオフ遅延時間が非常に短い SR IC を選択してください
2) 適切な SR MOSFET を選択します (より小さい Qg を使用します)
3) Q1_Gate の駆動抵抗を増やし、駆動速度を遅くします。
4) 適切な二次 RC 吸収ループパラメータを設計する
3:出力電圧が低下し、リップルが大きくなり、負荷容量が低下します。
原因:
(针对PSR 架构下的同步整流应用)针对在高压230Vac条件下其工作频率去到80KHz或以上的PSR IC方案(BCM/QR,频率限制在110KHz),当电源系统工作在低压115V (实际从170Vac以下电压都有机会出现输出掉坑问题。同步MOS没打开,体内二极管已经工作,导致输出电压下降(一个PN结压降)。
影響を与える:
Vout输出电压掉坑,不稳定,纹波大,严重情况下会导致输出电压直接掉到4.2-4.5V,输出电流也下降(只能带到满载的1/2 or 2/3)
解決策:
1) トランスのインダクタンスを下げ、動作周波数を 80KHz 以下に下げると部分的には改善されますが、問題を完全に解決することはできません。
2) DCM PSR IC を使用すると、動作周波数は 70KHz 未満になります。
4: 出力短絡 SCP 後、SR MOS 管の温度が上昇し、入力瞬時電力が増加します。
原因:
出力端子が短絡保護に入ると、一次側 IC は HiccupMode となり、VCC 電源が不足すると SR MOS が UVLO 低電圧保護に入り、MOS 内部のダイオードに Isd が流れます。 SR MOS の温度が上昇し、相対的に入力瞬時電力が増加します。
解決策:
- Vo 短絡保護値が Vdd_UVLO より低い SRIC を選択します。
- SR IC に Vo 短絡保護機能がない場合は、Vcc のコンデンサ容量を増やすことが考えられます。