LT3752/LT8311 軽負荷での効率の高い48V入力、24V出力のアクティブ・クランプ・フォワード・コンバータ

LT3752はこのアプリケーションに適した多数のプログラム可能な機能を備えています。たとえば、多種のゲート信号の間のプログラム可能な遅延は、交差導通を防いで効率を最適化し、メインMOSFETのターンオン時の電流スパイクのプログラム可能なブランキング(適応型リーディング・エッジ・ブランキングおよびプログラム可能な延長ブランキング)は、コンバータのノイズ耐性を大きく改善します。また、LT3752はハウスキーピング電源を発生するための内蔵固定周波数フライバック・コントローラを備えており、1次側デバイスと2次側デバイスの両方に効率よくバイアスを与えるので、メイン・フォワード・トランスの補助巻線からバイアス電源を発生する必要がなくなります。

LT8311は2次側に使用され、同期MOSFET制御と、オプトカプラを介した出力電圧帰還を与えます。LT8311はフル機能のオプトカプラ・コントローラを提供し、1.5%リファレンス、トランスコンダクタンス・エラーアンプ、および10mAオプトドライバを内蔵しています。パワーグッド・モニタおよび出力ソフトスタート/オーバーシュート制御機能も内蔵しています。LT8311は、強制連続モード(FCM)より高い効率を得るため、軽負荷で不連続モード(DCM)で動作することもできます。

 

軽負荷での効率の高い48V入力、24V出力のアクティブ・クランプ・フォワード・コンバータ

 

このアプリケーションは、同期式閉ループ不連続導通モード(DCM)の設計にLT3752とLT8311を使用する一例です。これは、Vin = 48V、Iout = 0.34Aで90%の効率を得るように最適化されています。2.5Aの負荷での効率は93%で、室温でボードの温度は60ºCを下回ります。

 

48Vinでの効率と負荷電流

 

強制空冷なしの、48Vin、24V/2.5Aのサーマルイメージ(ボトム側)

 

強制空冷なしの、48Vin、24V/2.5Aのサーマルイメージ(トップ側)

 

48Vin、軽負荷150mAでのスタートアップ
48Vin、全負荷(2.5A)でのスタートアップ
48Vinでの負荷トランジェント応答(1.25A-2.5A-1.25A)
48Vin、全負荷での出力電圧リップル

 

LT3752はアクティブ・クランプ・フォワード・コンバータのトポロジーに最適化された電流モードPWMコントローラです。効率と性能を向上させるため、DC/DCハウスキーピング・コントローラが内蔵されています。LT3752は最大100Vまでの入力を許容し、LT3752-1は100Vを上回る入力電圧のアプリケーション向けに最適化されています。プログラム可能なボルト秒クランプにより、1次側スイッチのデューティ・サイクルを50%より高くすることができるので、利用率の高いスイッチ、トランスおよび整流器に対応できます。

アクティブ・クランプ制御により、スイッチ電圧のストレスが減少し、効率が向上します。2次側の同期整流の制御のための同期出力を備えています。

LT8311はフォワード・コンバータの2次側に使われて、同期MOSFETの制御およびオプトカプラを介した出力電圧帰還を与えます。LT8311の独自のプリアクティブ・モードにより、1次側から2次側への通信に従来のパルス・トランスを必要とすることなく、2次側MOSFETを制御することができます。プリアクティブ・モードでは、出力インダクタ電流は軽負荷ではDCMで動作します。軽負荷で強制連続モード(FCM)動作が望ましければ、LT8311は替わりにSYNCモードで使用することができます。その場合、同期制御信号を1次側デバイスからLT8311へ送るのにパルス・トランスが必要です。

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Gabino Alonso

Gabino Alonsoは、アナログ・デバイセズのPower by LinearTMグループで戦略的マーケティング・ディレクターを務めています。アナログ・デバイセズに入社する前は、Linear Technology(現在はアナログ・デバイセズに統合)、Texas Instruments、カリフォルニア・ポリテクニック州立大学で、マーケティング、エンジニアリング、オペレーション、教育など、多岐にわたる業務に従事していました。カリフォルニア大学サンタバーバラ校で電気工学とコンピュータ工学の修士号を取得しています。

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Fei Guo