输入滤波器 靠近LinkSwitch-TN2Q IC放置的旁路电容C1和C2提供了局部瞬时充电和对降压转换器的稳定直流总线。这些电容器的选择不会超过其电压额定值的65%,并且保持足够的垫片间距以满足爬电距离和间隙要求。 注意:没有提供dv/dt或涌入电流限制。如果输入直接连接到HV DC(例如,直接连接到HV牵引电池),且没有预充电阶段,则建议添加串联阻抗以防止损坏陶瓷输入电容器。阻抗应将峰值电容器dv/dt限制在<8 kV / µs或按电容器制造商的建议。阻抗可以是离散电阻器或来自其他组件的部分寄生电阻,例如,滤波电感器。输入电阻器的使用还可以用作熔断元件以保护电源免受失败。典型值为1-10欧姆,尽管通常有多个部件串联,以确保不超过每个电阻器的电压额定值。
功率级 LinkSwitch-TN2Q汽车IC、自由轮二极管D1和D2、输出电感器L1和输出电容器C5构成了功率级。 LNK3209GQ IC从DRAIN (D)引脚自我启动,当首次应用输入时,通过连接到BYPASS (BP/M)引脚的电容器C3提供本地供电去耦。在正常操作期间,IC由输出通过电阻R3供电。选择R3是为了允许IC所需的最小电流,如数据表中所述。由于输出负载电流的要求,设计主要运行在连续模式(MCM)。L1电感器的峰值电流由LNK3209GQ内部电流限制设定。控制方案使用的是开/关控制。每个开关周期的开关开启时间由L1的电感值、LinkSwitch-TN2Q电流限制和高压直流输入决定。通过跳过开关周期根据施加到FEEDBACK (FB)引脚的反馈信号来调节输出。这与传统PWM方案控制每个开关周期的占空比大不相同。
输出整流 在IC1的开启时间内,由于L1的作用电流逐渐增加,并同时传递到负载。在关闭时间内,高电压供应断开,电感器电流通过自由轮二极管D1和D2提供的路径下降,并传递到负载。选择D1和D2为超快二极管(tRR<=35 ns或更低推荐),因为MCM操作和高环境温度要求。 具有高阻断电压和低tRR的二极管不常见,因此实施了两个串联的二极管以满足二极管重复峰值反向电压降额的70%。选择电容器C5以满足输出电压纹波要求。选择的其他考虑包括电容器的预期寿命至少为40,000小时和足够的电容器纹波电流额定值。电容器C6提供进一步过滤高频输出电压纹波。
输出反馈 在IC1关闭时间期间,电容器C4通过二极管D3充电至输出电压。这个电压通过由电阻R1和R2形成的电阻分压器提供给IC作为反馈。控制器在每个开关周期采样FEEDBACK (FB)引脚。进入FB引脚的电流大于49 µA会抑制内部功率MOSFET的开关,而低于此电流则会允许开关周期发生。 由于输入电压与输出电压之间的巨大差异,IC1的开启时间变得非常短。由于操作是开/关且高度依赖于C4上的电压,反馈响应可能非常激进,导致脉冲聚集和更高的输出纹波。为了缓解这一问题,与C4串联放置了一个电阻R4。电阻R4降低了反馈敏感度并稳定了控制回路,导致开关脉冲更均匀地分布。