トーテムポールドライバーを備えた同期Cukコンバーター

Jul 24, 2023

入力と出力が連続的に導通しているため、Cuk コンバータを放っておくことはできないようです。

シミュレートされた回路 (下にスクロールすると Cuk 部分のみが表示されます)

そして、ここ数年にわたる小さなこだわりは、同期出力整流器 MOSFET を駆動する方法を見つけようとしてきました。これは、出力回路が入力回路に対して負の電位にあるため、困難でした (以前の記事については、ここをクリックしてください。フェット、アイデア）。

(イースターに下水道を掘るのを避けながら) 何も考えていない瞬間に、想像上の同期 Cuk コンバータ内の 2 つの MOSFET がトーテムポールを形成し、標準的なローサイド ハイサイド ドライバーに適している可能性があることに気づきました。

そして、LTspice がうまく機能した場合、このテクニックは実際に出力として機能するように見えます (上の行の下の行)グラフ左) は、このコンバータの入力電圧の -2x に落ち着きます。その入力 FET (トップ FET上の図) のオン/オフ比は 2:1 です。

LTspiceノート: シミュレーション ツールに負担をかけないように、入力ランプの開始を遅らせる必要がありました。

大きな欠点

この方式には大きな欠点があります。入力+出力の 0V (回路図の三角形の記号) も、負の出力も、IC のローカル 0V に DC 接続されていないためです。

のグラフ右は、フィードバック信号がジャンプする必要がある恐ろしい波形を示しています。ローカル IC の 0V は、出力の 0V に対して -34V 333kHz 方形波です。

しかし

ただし、絶縁型 AC-DC 電源で使用される従来の TL341+ フォトカプラのフィードバックでは、これを簡単に越えます、私は主張します…。

スイッチング IC への電力供給はそれほど問題ではありません。C4 の上部 (Cuk コンデンサ) は、ローカル IC-0V に対して比較的安定した DC 電圧にあるため、3 端子レギュレータ (LDO または DC-DC) が可能です。おそらくダイオードを使用して、レギュレータの入力コンデンサがCukコンデンサと干渉したり、Cukコンデンサの三角波がレギュレータを通過するのを防ぐことで、これを簡単に行うことができます。

さらに絶縁を強化しない限り、この回路に制御信号を入出力することも EMC の悪夢になります。

参考：ここにあります同期 Cuk コンバータの重要なコンポーネント– 30Ω 負荷は単なる例であり、実際には入力コンデンサを追加する必要があります。

いつものように、LTspice を無料で使用できるようにしてくれているアナログ・デバイセズには脱帽です。

追伸、最終的には下水道を修理しました…