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【 DigiKey DIY原创大赛】单管反激

背景

在光伏逆变器、PCS、工业电源、UPS等三相的中大功率开关电源中辅助电源通常是自己设计,使用分立器件搭建的,由于母线通常采用双母线,并且可能存在高压电池供电的情况,因此辅助电源的供电通常高达600~1000V,那么如果反激辅助电源的主管用Si器件MOS通常只能设计为双管,因为Si器件的高压MOS成本高,使用IGBT又受限于开关频率低。而随着SiC MOS的成本降低,以及各个厂家推出了高压SiC MOS,比如1700V、Rds(on)低于1Ω并且不需要负压驱动的高压器件,并且可以提高开关频率,使用单管设计反激电路原边主管即可,从整体成本上来说会越来越接近于传统的双管反激。本设计的构想就是基于1700V的SiC MOS设计适用于高压供电工况下的单管辅助电源的验证。

相比较双管反激,单管反激从设计上就天然的降低了很多的难度:

1.主管用单个SiCMOS,可提供=高开关频率到100kHz以上,降低变压器体积,SiCMOS开关损耗低;

2.只需要设计一个电流采样电路即可;

3.反激变压器原边只有一个绕组;

4.反激变换器原边电压高,电流小,可选择较细的铜线;

5.只需要原边一个管子的散热器,降低整体PCB器件占用面积。

当然单管反激也不是完美的,还存在以下需要注意事项:

选择控制IC的VO不能太低,可能会导致SiC MOS无法完全开通而烧管子;1700V的SiC MOS应力肯定会比较高的,需要设计RCD吸收以及管子上并联吸收电路,比如DS上 加RC;目前来看生产1700V的SiC MOS的厂商有限,选择器件上会有点受限;频率提高后,可能存在EMI的风险,需要进一步实际验证了进行调整和屏蔽。

 

构想的主要参数:

1.满载功率100W;

2.输入电压Vin范围:300Vdc~900Vdc,原边和幅边加强绝缘;

3.输出电压主路是+24V,另外几路-12V,+12V,Vcc,Vcan;

4.磁芯暂时选EER35;

5.DEMO板体积预计设计为10*15cm;

6.控制IC准备用UC284X系列,那就需要在Vout脚加一个推挽放大电流的电路;

7.暂时不加上EMI电路,只设计DC-DC电路本身。

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11-29 20:17

理论上没有毛病,实际上做不成。

因为当供电电压很高,工作频率也很高,输出轻负载,UC284X工作不稳定。会打隔。与使用的功率器件无关。

建议改用OB2269可胜任

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11-29 20:23
@世界真奇妙
理论上没有毛病,实际上做不成。因为当供电电压很高,工作频率也很高,输出轻负载,UC284X工作不稳定。会打隔。与使用的功率器件无关。建议改用OB2269可胜任

输出轻负载时,OB2269会自动降低工作频率

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