資料介紹
零電壓開關降壓變換器提供最大功率密度、效率
與傳統(tǒng)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)或硬開關結構相比,使用諧振拓撲的降壓變換器比基于傳統(tǒng)結構的電源提供更高的性能。雖然晚了傳統(tǒng)高密度、硬開關穩(wěn)壓器具有演化的改進的半導體集成、低電阻MOSFET,和先進的包裝,他們的設計是不足以滿足新的電力需求,主要是由于在調(diào)節(jié)MOSFET的開關損耗,提高開關頻率或增加輸入電壓。
此外,傳統(tǒng)的降壓穩(wěn)壓器表現(xiàn)出更高的柵極驅動損耗,由于米勒電荷消耗在柵極驅動電路。同樣,高側MOSFET的體二極管傳導有助于更高的功率損耗,由于反向恢復和長導(圖1)。因此,必須克服或大幅降低這些損失,以實現(xiàn)調(diào)節(jié)器性能的任何顯著提高。此外,硬開關拓撲需要一個比較大的輸出電感,這增加了調(diào)節(jié)器的尺寸和成本。
Figure 1: In conventional buck regulators, the hard-switching transition and body diode reverse recovery expose the high-side MOSFET Q1 to very high turn-on losses.
Benefits of zero-voltage switching
Another, better alternative is to use resonant topology like zero-voltage switching (ZVS), which enables operation at higher frequency and higher voltages without sacrificing efficiency and size. The ZVS-based regulators are also known as soft-switching regulators. Some key benefits of ZVS buck regulator topology include low turn-on losses, negligible body diode conduction time due to ideal rectifier switching, high-frequency operation maintained at high input voltage, simple internal compensation – which allows for high bandwidth, gain, and phase margin – and fast transient response with a small amount of output capacitance. What is more, it offers 20 ns minimum on time to support very high conversion ratios and delivers excellent light-load efficiency due to a high-efficiency biasing system combined with pulse skipping.
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