IR推出全新直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組

IR的直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組架構(gòu)為整體效率、功率密度和簡易性建立了全新基準(zhǔn)，能在小于1.7平方英寸電路占位上，于20A/150Wout條件下提供96%以上的效率。與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的四分一磚設(shè)計相比，該芯片組能節(jié)省53%的體積，并可將隔離式轉(zhuǎn)換器的元件數(shù)目由約50個大幅縮減至20個。

全新芯片組包含一個IR2085S控制集成電路、IRF7493原邊和IRF6603副邊HEXFET功率MOSFET各一對，加上用于原邊偏壓的IRF7380及用于副邊柵箝位的IRF9956。

該芯片組特別為兩級分布式電源架構(gòu)的隔離型前端結(jié)構(gòu)而設(shè)計，該架構(gòu)采用中間總線電壓饋給的非隔離式負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。

兩級分布式電源方案不需要精確調(diào)節(jié)的中間總線電壓，因為負(fù)載點(diǎn)一般能接受相對較寬的輸入電壓，并提供負(fù)載所需的調(diào)節(jié)能力。若將多個直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組并聯(lián)，可滿足更大功率要求。

IR中國及香港銷售總監(jiān)嚴(yán)國富表示：“IR的直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組架構(gòu)省去在中間級調(diào)節(jié)輸出的需要，無需昂貴的反饋電路。整套解決方案因而化繁為簡，有助減少元件數(shù)目、節(jié)省轉(zhuǎn)換所需的基板空間，同時實(shí)現(xiàn)96%以上的效率。”

全新直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組架構(gòu)以IR2085S控制集成電路為核心。該電路基于一個50%固定工作周期及自振蕩控制配置，可取代兩個SO-8封裝器件，并特別為分布式電源架構(gòu)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。電路中設(shè)有一個集成軟啟動電容器，能在5毫秒內(nèi)把工作周期由零逐步增加至50%，以限制在起動階段的涌入電流，同時在整個起動序列中為高側(cè)和低側(cè)MOSFET保持相同的脈寬。

半橋結(jié)構(gòu)的低側(cè)和高側(cè)脈沖匹配在±25納秒范圍內(nèi)，能防止變壓器在操作過程中出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象。其他特點(diǎn)包括經(jīng)優(yōu)化的±1A柵驅(qū)動電流，可與IR新一代的低電荷原邊MOSFET配合工作；可調(diào)死區(qū)時間介于50至200納秒，以防止擊穿電流。死區(qū)時間亦可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以限制副邊體二極管的傳導(dǎo)量，從而使效率最大化。

IR2085S的可編程開關(guān)頻率高達(dá)500kHz，使設(shè)計更具靈活性。較高的開關(guān)頻率降低了輸出電壓波紋，設(shè)計人員可選用體積更小、損耗更低的磁性元件。電路設(shè)計人員只需利用兩個外部元件便可獨(dú)立控制開關(guān)頻率及死區(qū)時間，從而針對特定應(yīng)用定制電路。

器件內(nèi)的浮動溝道是專為100V或以內(nèi)的直流電壓下的起動操作而設(shè)計，并備有VCC電源欠壓鎖定功能。IR2085S采用嶄新的高電壓、高頻率電平轉(zhuǎn)換技術(shù)及高dv/dt耐量。該耐量范圍為每納秒50V，可在半橋結(jié)構(gòu)中避免較低側(cè)MOSFET的突然啟動，實(shí)現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)換速度。

原邊部分以半橋配置，內(nèi)含兩個采用SO-8封裝的80V IRF7493 MOSFET。通態(tài)電阻與柵電荷均極低，在10V柵源電壓、31nC整體柵電荷和12nC柵漏電荷下最大電阻為15mOhm，體現(xiàn)最佳開關(guān)性能。

副邊部分采用自激同步整流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，內(nèi)含兩個采用DirectFET封裝的30V IRF6603 MOSFET。器件具有極低的通態(tài)電阻和熱性能改進(jìn)封裝，在10V柵源電壓下的最大電阻為3.9mOhm；至印刷電路板的熱阻為1°C/W，能提供最佳電流性能和效率。

IR的新架構(gòu)采用了兩個偏置元件。IRF7380雙80V MOSFET的起始電壓匹配十分接近，可用于新穎的偏置設(shè)計的原邊部分。IRF9956副邊雙MOSFET為副邊同步整流MOSFET提供柵箝位，能把驅(qū)動電壓固定在7.5V。