計算機電源“白金”化

80+TM 和計算機產業拯救氣候行動計劃 (Climate Savers Computing) ™ 給計算機電源設立了一個強有力的效率標準。這些標準的“白金”級別規定計算機電源在 20% 額定負載狀態下必須有 90% 的效率，50% 額定負載時效率必須達到94%，而在 100% 負載時效率必須達到 91%。為了滿足這些標準，一些電源設計人員選擇使用一個具有同步整流的相移、全橋接 DC/DC 轉換器。這種拓撲結構是一種比較好的選擇，因為它可以在主 FET 上實現零電壓開關 (ZVS)。一種普遍使用的驅動同步整流器的方法是利用已經存在的信號驅動主 FET。這樣做存在的唯一問題是要求主 FET 時滯，以實現零電壓開關。這會導致兩個同步整流器在快速續流期間同時關閉，從而允許過多的體二極管導電，最終降低系統效率。本文的目的是建議使用不同的時序，驅動這些同步整流器，從而減少體二極管導電并最終提高整體系統效率。

市場上有一些脈寬調制器 (PWM)，其設計目標是用于控制相移、全橋接轉換器，而非驅動同步整流器 （QE 和 QF）。工程師們發現他們可以通過 PWM 控制器的控制信號OUTA和OUTB來控制同步 FET，這樣便可以在本應用中使用這些控制器。圖 1 顯示了其中一款轉換器中的一個功能示意圖。

圖 1 同步整流改進型相移、全橋接轉換器
問題
通過延遲H橋接（QA、QB、QC、QD）的 FET 導通，PWM 控制器有助于在這些轉換器中實現 ZVS。FET QA 和 QB 導通和斷開轉換過渡之間的延遲 (tDelay) 會使同步 FET QE 和 Q F同時斷開，從而允許其主體二極管實施上述導電行為。下列方程式較好地估算了續流期間 QE 和 QF 的主體二極管傳導損耗：

其中 POUT 為輸出功率，VOUT 為輸出電壓，VD 為主體二極管的正向壓降，而 fs 為電感開關頻率。

QE 和 QF 的主體二極管傳導損耗 (PDiode) 過多會使設計達不到“白金”標準。更多詳情，請參見圖 1 和圖 2。如圖所示，OUTA 驅動 FET QA 和 QF，而 OUTB 驅動 FET QB 和 QE。V1 為 LOUT 和 COUT 濾波器網絡輸入的電壓，而 VQEd 和 VQFd 為相應同步整流器 QE 和 QF 的電壓。

圖 2 圖 1 所示轉換器的時序圖