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4開關降壓-升壓轉換器滿足USB新供電要求

安森美 ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-05-15 17:26 ? 次閱讀

USB 已從供電有限的數據接口,發展為帶有一個數據接口功能的重要供電部件。最新的 USB 3.x 協議支持更高水平的功率通量。默認電壓為 5V,USB-C 端口能與插入的設備“協商”,將端口電壓提高至 20V。

新供電要求中的一項獨特挑戰是如何使用一個 4.5V-32V 輸入電壓來提供一個 5V-20V 直流總線。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范圍、正極性、高能效和小尺寸方案。安森美半導體用于 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,使轉換器能夠降壓或升壓,并支持用戶滿足 USB 供電(PD)規格,該規格適用于所有 USB PD 應用,如 PC /筆記本電腦、移動電源和擴展口。

在同步降壓轉換器中,有個現象眾所周知,它稱為 “低端誤導通”或“ dv/dt 電感導通”,這是造成擊穿的罪魁禍首,有可能損壞開關并降低整個轉換器的可靠性。

然后,這一問題在4開關降壓-升壓轉換器中翻了一番,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復制到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引起的。由于不需要的擊穿電流流過任一相橋臂,結果導致整個系統能效下降。電源設計人員可采用幾種經濟的電路方案,包括最小化整流開關的關斷門極驅動電阻,增加有源開關的導通門極驅動電阻,或在開關節點加入 RC 緩沖電路。選擇具有低 Qgd/Qgs(th) 比率和高閾值電壓的 MOSFET 也可降低 dv/dt 電感誤導通的可能性。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:USB 供電設計采用4開關降壓-升壓轉換器

文章出處:【微信號:onsemi-china,微信公眾號:安森美】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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