基于反相SEPIC的高效率降壓/升壓轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)
下框中的補償元件值可以通過下式計算:
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轉(zhuǎn)換器的跨導(dǎo)GCS利用下式計算:
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COUT 是轉(zhuǎn)換器的輸出電容。ESR是該輸出電容的等效串聯(lián)電阻。RLOAD是最小輸出負載電阻。ACS是電流檢測增益,對于ADP1877,它可以在3 V/V至24 V/V范圍內(nèi)以離散步進選擇。Gm是誤差放大器的跨導(dǎo),ADP1877為550 μs。VREF 是與誤差放大器的正輸入端相連的基準電壓,ADP1877為0.6 V。
GCS 是與頻率無關(guān)的增益項,隨增強后的次級開關(guān)電阻RDS(ON)而變化。最高交越頻率預(yù)期出現(xiàn)在此電阻和占空比D最低時。
為確保在最大輸出電流時不會達到補償箝位電壓,所選的電流檢測增益(ACS)最高值應(yīng)滿足以下條件:
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其中IL 為峰峰值電感紋波電流。
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如果斜率補償過多,此處的方程式精確度將會下降:直流增益將降低,輸出濾波器將引起主極點的頻率位置提高。
斜率補償
對于利用ADP1877實現(xiàn)的同步反相SEPIC,必須考慮電流模式控制器2中的次諧波振蕩現(xiàn)象。
按照下式設(shè)置RRAMP ,可以將采樣極點的品質(zhì)因素設(shè)為1,從而防止發(fā)生次諧波振蕩3 (假設(shè) fUNITY 設(shè)置適當(dāng))。
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值得注意的是,隨著增強后的次級開關(guān)電阻RDS(ON)降低,采樣極點的Q也會下降。如果這一因素與其它相關(guān)容差一起導(dǎo)致Q小于0.25,則應(yīng)進行仿真,確保在考慮容差的情況下,轉(zhuǎn)換器不會有過多斜率補償,并且不是太偏向于電壓模式。RRAMP 的值必須使得ADP1877 RAMP引腳的電流在6 μA至200 μA范圍內(nèi),其計算公式14如下:
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功率器件應(yīng)力
從圖2和圖3的電流流向圖可以看出,功率MOSFET在接通后要承載電感電流總和。因此,流經(jīng)兩個開關(guān)的電流直流分量為:
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如果電感的耦合比為1:1,則流經(jīng)兩個開關(guān)的電流交流分量為:
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知道這些值后,可以很快算出流經(jīng)各開關(guān)的電流均方根值。這些值與所選MOSFET的RDS(ON)MAX共同確保MOSFET具有熱穩(wěn)定性,同時功耗足夠低,以滿足效率要求。
圖7. 同步反相SEPIC的理想電流波形(忽略死區(qū))
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