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USB供電設計採用4開關降壓-升壓轉換器

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Shangs54139699 發表於 2018-7-31 17:09 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
文章來源:盛思公關   發表時間:2018/07/31 瀏覽次數:0
USB已從供電有限的數據連接埠,發展為帶有一個數據連接埠功能的重要供電元件。最新的USB 3.x協議支援更高水準的功率通量。當電壓為5V,USB-C連接埠即能與插入的設備進行「協商」,將連接埠的電壓提高至20V。

新供電要求中的一項獨特挑戰是如何用一個4.5V-32V的輸入電壓來提供一個5V-20V的直流匯流排。一個4開關降壓-升壓轉換器是合適的拓撲結構,提供降壓或升壓電源轉換,因其可提供設計人員和客戶所需的寬電壓轉換範圍、正極性、高能效和小尺寸方案。安森美半導體用於USB供電和USB-C應用的NCP81239 4開關降壓-升壓控制器可以驅動4個開關,使轉換器能降壓或升壓,並支援用戶滿足USB供電(PD)規格,該規格適用於所有USB PD應用,如PC /筆記型電腦行動電源擴充座(docking station)。

在同步降壓轉換器中,有一個眾所皆知的現象,稱為「低端誤導通(low side false turn-on)」或「dv/dt電感導通」,這是造成電擊穿(shoot through)的罪魁禍首,有可能損壞開關並降低整個轉換器的可行性。

另外,此問題在4開關降壓-升壓轉換器中成長了一倍,因為它有兩個階段—降壓和升壓。當設計人員直接將降壓轉換器的電路參數複製到4開關​​降壓-升壓轉換器的升壓段時,就會產生錯誤。隨著這種拓撲結構在應用中越來越受歡迎,了解dv/dt電感導通問題變得越來越重要。

在4開關降壓-升壓轉換器中,dv/dt電感導通是由同步整流MOSFET在降壓段和升壓段快速升高的漏源電壓所引起。由於不需要的擊穿電流流過任一相橋臂,導致整個系統效能下降。電源設計人員可採用幾種較具經濟效益的電路方案,包括將整流開關的關斷閘極驅動電阻縮到最小,增加有源開關的導通門極驅動電阻,或在開關節點加入RC緩衝電路。選擇具有低Q gd /Q gs(th)比率和高閾電壓的MOSFET也可降低dv/dt電感誤導通發生的可能性。

欲了解更多訊息,請參閱4開關降壓-升壓轉換器柵極驅動器設計項

關於安森美半導體
安森美半導體(ON Semiconductor,美國納斯達克上市代號:ON)致力於推動高效能電子的創新,使客戶能夠減少全球的能源使用。安森美半導體是基於半導體的解決方案之領導供應商,提供全面性的高效能電源管理、類比、感測器、邏輯、時序、連線、離散元件、系統單晶片(SoC)及客製化元件。安森美半導體的產品幫助工程師解決在汽車、通訊、運算、消費性電子、工業、醫療、航空及國防應用的獨特設計挑戰。安森美半導體擁有敏銳、可靠、世界一流的供應鏈及品質專案,及一套嚴謹的審查標準和道德規範計畫,在北美、歐洲和亞太地區的關鍵市場的營運網路更包括製造廠、銷售辦公室和設計中心。欲瞭解更多資訊請參閱:http://www.onsemi.com
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