電源變壓器(T1)專(zhuān)為反激式功率轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。為優(yōu)化EMI屏蔽效果,初級(jí)繞組的起始端(引腳3)必須連接至InnoSwitch4-CZ內(nèi)部PowiGaN開(kāi)關(guān)的噪聲端DRAIN引腳,末端(引腳2)則接至 bulk電容(C44)的正極。由D1和C18構(gòu)成的緩沖電路可抑制漏感電壓尖峰,有效降低PowiGaN開(kāi)關(guān)的電壓應(yīng)力,建議D1選用快恢復(fù)二極管。
與傳統(tǒng)RCD鉗位電路不同,InnoSwitch4-CZ采用的緩沖配置無(wú)需電阻來(lái)耗散漏感能量。相反,漏感能量會(huì)儲(chǔ)存于C18中,并最終通過(guò)回收實(shí)現(xiàn)PowiGaN的零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)。在PowiGaN下一次導(dǎo)通前,ClampZero的高邊開(kāi)關(guān)會(huì)先行導(dǎo)通,使C18中的能量流向漏感并為其充電。存儲(chǔ)在漏感中的電流隨后迫使PowiGaN的輸出電容放電至零,恰在其再次導(dǎo)通前完成。這種ZVS行為大幅降低了PowiGaN的開(kāi)關(guān)損耗,使其能在更高頻率下工作。
U3的開(kāi)關(guān)時(shí)序是實(shí)現(xiàn)ZVS的關(guān)鍵。當(dāng)次級(jí)側(cè)通過(guò)FluxLink信號(hào)傳輸指令時(shí),InnoSwitch4-CZ芯片會(huì)從HSD引腳發(fā)出信號(hào),以固定時(shí)長(zhǎng)(tHSD)激活ClampZero IC(通過(guò)IN引腳)。在此期間,C18會(huì)為CCM模式下的漏感或DCM模式下的漏感與勵(lì)磁電感同時(shí)充電。漏感充電完成后,ClampZero IC關(guān)閉,而InnoSwitch4-CZ芯片在導(dǎo)通PowiGaN開(kāi)關(guān)前會(huì)等待特定延遲時(shí)間(低壓輸入時(shí)為tLLDL,高壓輸入時(shí)為tHLDL)。此延遲期間,漏感會(huì)釋放PowiGaN漏極電容的存儲(chǔ)電壓,迫使其降至零伏,從而實(shí)現(xiàn)PowiGaN再次導(dǎo)通時(shí)的ZVS操作。
高壓輸入時(shí)的延遲時(shí)間固定為tHLDL,而低壓延遲時(shí)間tLLDL則通過(guò)HSD電阻R33(連接于HSD引腳與Source引腳之間)編程設(shè)定。
InnoSwitch4-CZ芯片具備自啟動(dòng)功能,其內(nèi)部高壓電流源從DRAIN引腳引出,為PRIMARY BYPASS引腳(BPP)的電容C5充電以供電給一次側(cè)控制器。正常工作時(shí),一次側(cè)控制器由變壓器T1的偏置繞組供電。該偏置繞組的輸出經(jīng)二極管D2整流、電容C6濾波后,通過(guò)由齊納二極管VR4、偏置電阻R29、晶體管Q1及限流電阻R12構(gòu)成的線(xiàn)性穩(wěn)壓器為BPP供電。R12兩端電壓(Q1發(fā)射極電壓減去BPP分流電壓)除以其阻值,即為供給BPP的電流值。
輸出調(diào)節(jié)采用調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn):根據(jù)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率(FSW)和初級(jí)電流限值(ILIM)。重載時(shí),初級(jí)脈沖以高FSW頻率出現(xiàn),并在選定ILIM范圍內(nèi)以高限值終止;輕載時(shí),F(xiàn)SW與ILIM同步降低;空載或極輕載時(shí),F(xiàn)SW降至最小值并啟用脈沖跳過(guò)機(jī)制(周期調(diào)制)。
V引腳電阻R19用于輸入線(xiàn)電壓監(jiān)測(cè),其連接在高壓bulk電容(C2與C3)與V引腳之間。該電路會(huì)檢測(cè)輸入電壓是否高于欠壓?jiǎn)C(jī)閾值且低于過(guò)壓關(guān)斷閾值。選用2.74MΩ的R19可在低壓輸入時(shí)獲得最佳效率。