提高電流能力并簡(jiǎn)化反激式轉(zhuǎn)換器的熱設(shè)計(jì)

在反激式轉(zhuǎn)換器中，大電流應(yīng)用中的電流水平受到輸出整流二極管中產(chǎn)生的熱量的限制。解除這一限制的明確方法是用壓降低得多的MOSFET代替二極管，從而顯著減少整流器中產(chǎn)生的熱量——減少散熱可提高輸出電流能力和效率，并簡(jiǎn)化熱設(shè)計(jì)。LT?8309 是一款副邊同步 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器，它通過(guò)檢測(cè) MOSFET 的漏源電壓來(lái)確定是應(yīng)導(dǎo)通還是關(guān)斷，從而復(fù)制輸出二極管的行為，從而允許其取代效率較低的整流二極管。

LT8309 可與凌力爾特的任何無(wú)光邊界模式反激式 IC （例如 LT3748 初級(jí)側(cè)控制器） 結(jié)合使用，以最少的組件數(shù)量產(chǎn)生高性能隔離電源。

5V、8A 隔離電源

圖1所示為低電壓、高電流、低器件數(shù)反激式電源。傳統(tǒng)的輸出二極管被由LT8309、MOSFET和一些小型外部組件組成的理想二極管所取代。

圖1.低壓大電流反激式轉(zhuǎn)換器。

要使MOSFET充當(dāng)二極管，它必須在體二極管開(kāi)始傳導(dǎo)電流時(shí)立即導(dǎo)通，并在電流降至零時(shí)立即關(guān)閉。LT8309 的快速比較器可產(chǎn)生所需的近瞬時(shí)動(dòng)作。電流檢測(cè)比較器監(jiān)視 MOSFET 的漏極電壓。當(dāng)體二極管開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)，漏極電壓遠(yuǎn)低于地電位，比較器跳閘并接通MOSFET。在最短導(dǎo)通時(shí)間之后，LT8309 等待達(dá)到 MOSFET 關(guān)斷跳變點(diǎn)以關(guān)斷 MOSFET。關(guān)斷跳變點(diǎn)可通過(guò)連接器件漏極引腳和 MOSFET 漏極的外部電阻來(lái)調(diào)節(jié)。DRAIN 引腳具有 150V 額定電壓，使其也適用于寬輸入電壓設(shè)計(jì)。

LT8309 的內(nèi)部 LDO 在 INTVCC 引腳上產(chǎn)生一個(gè) 7V 輸出，用于 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)。具有 1Ω 下拉電阻的強(qiáng)柵極驅(qū)動(dòng)加快了 MOSFET 的導(dǎo)通和關(guān)斷速度，從而提高了效率。

效率如圖2所示，與純二極管設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較。由于效率更高，基于LT8309的設(shè)計(jì)構(gòu)建的電路板的工作溫度仍明顯低于純二極管設(shè)計(jì)，如圖3和圖4所示。

圖2.基于LT8309的反激式轉(zhuǎn)換器的效率與傳統(tǒng)的次級(jí)側(cè)二極管整流器相比相同。

圖3.5V/5A 輸出時(shí)的熱圖像，帶二極管 PDS760。

圖4.熱圖像顯示，使用 LT5 時(shí)，5V/8309A 輸出的運(yùn)行溫度要低得多。

40V VCC 引腳額定值允許 LT8309 由 MOSFET 的輸出電壓或整流漏極電壓驅(qū)動(dòng)。如果 VCC 引腳連接到反激式轉(zhuǎn)換器的輸出，則在一個(gè)輸出短路條件下，LT8309 關(guān)斷，MOSFET 的體二極管必須處理短路情況。這對(duì) MOSFET 提出了額外的熱要求。相反，如果VCC連接到MOSFET的漏極電壓（如圖1所示），則VCC在短路時(shí)等于VIN/N，從而允許LT8309在短路期間工作。短路電流流過(guò)MOSFET而不是體二極管。

結(jié)論

LT8309 是一款易于使用、快速、次級(jí)側(cè)同步反激式整流器驅(qū)動(dòng)器，采用 SOT-23 封裝。高效率、高電流隔離電源需要最少數(shù)量的組件，當(dāng)LT8309與凌力爾特的無(wú)光邊界模式反激式IC系列結(jié)合使用時(shí)，熱設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化。

審核編輯：郭婷