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智慧控制主動鉗位反馳式架構
 

【作者: Eric Faraci】   2018年03月21日 星期三

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當我第一次開始烹飪時,我寧願獨自一人,認為廚房裡有其他人會讓我分心。但當我開始嘗試更複雜的食譜並進行多個烹飪步驟時,我發現擁有幫手非常有用,也讓烹飪體驗變得更有趣。俗話說得好:「如果你不能打敗他們,就加入他們。」


同樣的原則也適用於主動鉗位反馳式架構。



圖1 :  當在廚房嘗試更複雜的食譜並進行多個烹飪步驟時,擁有幫手讓烹飪體驗變得更有趣,同樣的原則也適用於主動鉗位反馳式架構。(source:pixabay)
圖1 : 當在廚房嘗試更複雜的食譜並進行多個烹飪步驟時,擁有幫手讓烹飪體驗變得更有趣,同樣的原則也適用於主動鉗位反馳式架構。(source:pixabay)

每個人都想要更小的AC/DC轉接器,尤其是當它用於手機或平板電腦充電器時。由於簡單的特性,反馳式轉換器成為首選的拓撲結構,僅利用少數的零組件,就能有效地將交流電轉換為直流電。


然而,反馳式電路能具備多小的體積成為了技術上的限制,由於與變壓器漏感相關的損耗限制了實際大小。直到現在,每個設計都透過減小漏感(leakage inductance)來克服這一缺點。但主動鉗位反馳式架構真正的打破了這個技術限制。


圖2 : 主動鉗位反馳式架構,漏感為紅色,主動鉗位為藍色
圖2 : 主動鉗位反馳式架構,漏感為紅色,主動鉗位為藍色

主動鉗位元可儲存能量並將其傳送至輸出,而非透過在電阻-電容-二極體(RCD, resistor-capacitor-diode)或齊納鉗位(Zener clamp)中耗散能量來克服漏感。不僅能夠更智慧地控制鉗位元,還能提供零電壓開關(ZVS)。如此一來,便消除了兩大主要損耗來源,使得尺寸大幅減縮小。如果使用輸出電容和導通電阻較低的氮化鎵(GaN)場效應電晶體(FET),轉接器的尺寸則可以減半!


然而,關鍵往往藏在細節裡,如果無法智慧地控制主動鉗位元,運作效率反而會變更差。過去,由於沒有足夠的智慧控制器來實現這種拓撲結構,主動鉗位反馳式架構僅僅是一個幻想。但UCC28780改變了此一現象。這種主動鉗位反馳式控制器專門為以矽(Si)或GaN為基礎的功率級所設計,進而讓這種拓撲結構適用於任何設計。UCC24612同步整流器符合美國能源部(DoE)VI級或行為準則(CoC)Tier 2效率標準。


(本文作者Eric Faraci 任職於德州儀器)


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