设计了一种离线100 W隔离反冲电源,输入电压范围100 VAC至132 VAC,在其4个可选择的输出范围(20 V / 5 A、15 V / 5 A、9 V / 6 A和5 V / 6.5 A)的电压范围内运行。采用有源钳式反弹拓扑,以电源集成的InnoSwitch4-CZ(INN4077CH182)与ClanmpZero(CPZ1075M)合作。InnoSwitc4-CZ系列集成电路与ClampZero系列主动钳位集成电路合作,以提高反冲功率转换器的效率,特别是那些需要紧凑外形因素的转换器。这种集成电路的组合大大减少了系统和主开关的损耗,允许极高的功率密度。InnoSwitch4-CZ系列将主级和辅助控制器和安全级反馈集成到一个集成电路中。它还包括多种保护功能,包括输出过电压和过电流限制,和过温关闭。DER-979提供了高效率(94.5%)、低组件数量和无散热器的设计,以满足日益增长的节能和小外形系数外壳的需求。由于InnoSwitch4-CZ优异的热性能和使用四层PCB设计,它也适用于具有高工作环境温度的紧凑外壳。
该电路是一个主动钳位反激电源,由InnoSwitch4-CZ IC(U2)控制,使用PowiGaN作为主侧开关。除了高压PowiGaN开关外,集成电路还集成了主侧控制器、辅助侧控制器和FluxLink反馈控制系统。此外,它控制ClampZero IC(U1)获得主动钳操作所需的超高效率。减少的开关损耗允许InnoSwitch4-CZ IC在高开关频率下工作,从而降低磁性和降低电源的整体外形系数。 与传统的RCD钳位相比,InnoSwitch4-CZ IC使用的这种缓冲器配置不使用电阻来耗散泄漏电感产生的能量。
相反,来自泄漏电感的能量被存储在C9中,并最终被回收利用,以实现跨PowiGaN的零电压开关(ZVS)。就在PowiGaN主开关下一个启动之前,ClampZero IC的高侧开关打开,导致夹紧电容器C9上存储的泄漏能量反向流向变压器主绕组,将泄漏能量以正向相位传递给负载。变压器一次绕组上的负电流迫使一次开关的输出电容(Coss)降至零,正好在一次开关再次打开之前。这种切换模式导致了ZVS行为,从而显著降低了整个PowiGaN的开关损耗,使其能够在更高的频率下工作。
通过监测IS和二次接地引脚之间的电阻R8之间的电压降来感知输出电流。内部恒定电流感应阈值约为35 mV。一旦超过内部电流感知阈值,该设备调节开关脉冲的数量,以保持一个固定的输出电流。当设备低于CC阈值时,该设备在恒定电压模式下运行。外部电阻分压器网络(R14和R15)用于输出电压传感,以调节输出电压。其余的下分压器电阻(R16、R17和R18)分别用于将输出电压设置为5V到9V、15 V和20 V。内部电压比较器参考电压为VFB(1.265 V)。增加了相位升压RC网络(R13和C17)以优化纹波电压。