Other Parts Discussed in Post： UCD7138， UCD3138A

作者：Brent McDonald

是的，我知道這個(gè)題目實(shí)在有些老土，但我想如果您賞光一覽，您真的會(huì)喜歡這篇文章。

我們都不止一次聽說過智能電源將給電源行業(yè)帶來的偉大變革。在許多方面，它已達(dá)到或超過了我們的預(yù)期；但在其它方面，它也讓我們感到一絲絲失望。我禁不住想某些這樣的情況源于這樣一個(gè)事實(shí)：炫酷技術(shù)很容易讓人迷戀，只因?yàn)樗c眾不同或充滿新意；然而我們卻忽略了它并沒做真正偉大的事情這一事實(shí)。換句話說，我們有些人可能會(huì)覺得智能電源很棒，但我們不知道要用它做什么才能彰顯它的魅力。

我想列舉一種借助數(shù)字電源的智能性實(shí)現(xiàn)的新技術(shù)。我想您會(huì)發(fā)現(xiàn)它非常棒又非常有用。實(shí)質(zhì)上，這是一種全新的同步整流方案，可提高邏輯鏈路控制（LLC）變換器的效率、增加其穩(wěn)健性和設(shè)計(jì)簡易性。

現(xiàn)在請(qǐng)稍等。在您閉上眼睛打瞌睡之前，繼續(xù)聽下去。馬上就講超酷的東西。我保證！

為了理解這種技術(shù)，讓我們回顧一些為LLC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)穩(wěn)健型同步整流解決方案時(shí)遇到的挑戰(zhàn)。在其最簡單的層面上，同步整流需要金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）仿真二極管的行為。簡言之，當(dāng)電流擬從正極流向負(fù)極時(shí)，MOSFET導(dǎo)通。一旦電流開始從負(fù)極流向正極，則MOSFET關(guān)斷。

很簡單，對(duì)吧？但麻煩的是細(xì)節(jié)。

例如，假使MOSFET關(guān)斷太早，那么所產(chǎn)生的電流會(huì)流過MOSFET體二極管。如果這種情況發(fā)生得太頻繁，效率就會(huì)受到影響。我們都知道，我們需要效率要盡可能地提高。（如果對(duì)這方面有任何疑問，就請(qǐng)咨詢美國環(huán)境保護(hù)署。）假使MOSFET導(dǎo)通時(shí)間太長，不僅效率會(huì)降低，由此產(chǎn)生的電流實(shí)際上還會(huì)摧毀MOSFET。因此，關(guān)鍵是要確定關(guān)斷MOSFET的最佳時(shí)間，使體二極管在不必要的時(shí)候不導(dǎo)通 —— 并且還要確保MOSFET不承受過高的電壓。

圖1展示了針對(duì)該問題的解決方案。除了導(dǎo)通和關(guān)斷MOSFET，驅(qū)動(dòng)器還逐周期地向控制器發(fā)送數(shù)字消息。該消息精確地告知控制器SR1和SR2的體二極管導(dǎo)通了多長時(shí)間。控制器用該信息來計(jì)算將要增加或減少體二極管導(dǎo)通時(shí)間的全新脈沖寬度。這類似于讓工程師監(jiān)視應(yīng)用到MOSFET的每個(gè)脈沖，看它是否使用了過長或過短的脈沖寬度。

圖1：UCD3138A和UCD7138 LLC同步整流器解決方案

現(xiàn)在，如果您覺得這還不夠酷，那么接著往下聽 —— 控制器不只用這些信息來優(yōu)化效率，它還用這些信息來增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)健性。高效同步整流要求體二極管導(dǎo)通時(shí)間盡可能地縮短。不過請(qǐng)謹(jǐn)記，時(shí)間太少可能很危險(xiǎn)。因此，數(shù)字控制器就像看門狗，不斷留心找尋能導(dǎo)致體二極管導(dǎo)通時(shí)間過短的任何柵極驅(qū)動(dòng)脈沖。如果它發(fā)現(xiàn)任何這樣的事件，就立即在下一個(gè)周期予以糾正。

我們已見證了該技術(shù)各種各樣的效率提升情況。圖2展示了一個(gè)平均效率增幅超過0.6％的例子。

圖2：UCD3138A和UCD7138的效率提升

我曾答應(yīng)向您展示該技術(shù)是何等絕妙。還記得“一張圖片勝過萬語千言”這句話吧？瞧一瞧圖3，看該技術(shù)能多么顯著地增強(qiáng)性能。圖3A和3B展示了該技術(shù)如何能保護(hù)系統(tǒng)免受過長柵極驅(qū)動(dòng)脈沖的沖擊。注意左邊圖像中MOSFET VDS的巨大電壓尖峰。當(dāng)優(yōu)化技術(shù)功能被啟用時(shí)，所述柵極驅(qū)動(dòng)脈沖被縮短，結(jié)果與您在教科書中看到的有些類似。

我認(rèn)為這真的很不錯(cuò)。它可能無法與最新科幻電影的特效相媲美，但對(duì)電源而言真是超級(jí)炫酷。