反激变换器副边同步整流控制器STSR3应用电路详解

时间：2023-05-01 12:33:28 电子通信论文我要投稿

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摘要：为大幅度提高小功率反激开关电源的整机效率，可选用副边同步整流技术取代原肖特基二极管整流器。它是提高低压直流输出开关稳压电源性能的最有效方法之一。

关键词：反激变换器；副边同步整流控制器STSR3；高效率变换器

2.7 预置时间（tant）防止原边和副边共态导通

实现同步整流的一个主要难题，是确保控制IC送出的驱动信号正确无误，以?止在副边的同步整流器与原边开关管之间出现交叉的“共态导通”。其示意图可见图16中波形。当原边MOSFET导通时，图16中电压Vs倾向于负极性。如果副边同步MOSFET关断时带有一些延迟，那么在原边和副边之间就会出现一个短路环节。为了避免这种不希望的情况发生，在原边MOSFET导通之前，同步MOSFET必须是截止的，这表明有必要设置一定量的“预置”时间tant。

图17给出了详细展开的正常工作情况时，CK时钟信号与OUTGATE输出驱动信号之间的定时关系图。芯片内部的定时tant提供了所需要的预置时间，从而避免了共态导通的出现。按表1的供电条件使用脚SETANT，tant有三种不同的选择值。在脚SETANT外接电阻分压器供电，可得到表1中所需的该脚电压值和预置时间。

芯片内的数字控制单元产生这些预置时间，是通过计算在开关周期之中包含的高频脉冲数目来完成的。由于该系统具有数字性能，在计数过程中会丢失一些数位，从而导致输出驱动信号中发生跳动。表1中的预置时间值是一个平均值，考虑了这种跳动因素。图18给出了OUTGATE关断期间的跳动波形。

2.8 空载与轻载工作状态

当占空比<14％时，STSR3的内部特性能使OUTGATE关闭，并且切断芯片内部大多数电路供电，从而减小器件的功耗。在这种条件下，变换器的低输出电流，是由同步MOSFET的体二极管来完成的。当占空比>18％时，IC再次起动，所以具有4％的滞后量。当原边的PWM控制器在极轻输出负载下发生突发状态时，这种特性仍能维持STSR3系统正确工作。

输出驱动器具有承受大电流的能力，源极峰值达2A，加散热器后可达3A。因此同步MOSFET开关极快，允许并联几只MOSFET以减小导通损耗。在供电期间的高电平是Vcc，所以芯片只驱动具有逻辑电平栅极门限的MOSFET。

2.9 瞬态特征及实测波形

在负载发生大变化时，占空比可在几个开关周期里从低值极快地变为高值，反之亦然。但OUTGATE给出的预置时间，是根据计算开关周期（频率），而非依据占空比。即使在占空比快速变化时，它也能正确地提供预置时间，从而始终为同步MOSFET提供正确的驱动。图19给出了占空比在一个周期里从50％变成80％，随即又返回50％时的测量波形。图20给出了OUTGATE正确提供的预置时间，从图中看到是131ns。

2.10 同步整流控制器STSR3的典型应用电路图

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