摘要：升壓變換器通常應(yīng)用在彩色監(jiān)視器中。為提高開關(guān)電源的效率，設(shè)計者必須選擇低開關(guān)損耗的MOSFET。在升壓變換器中，利用QFET新型MOSFET能夠有效地減少系統(tǒng)損耗。

    關(guān)鍵詞：QFET特性  低損耗  高效率  升壓變換器

1 引言

在開關(guān)電源設(shè)計中，效率是一個關(guān)鍵性的參數(shù)。輸入和輸出濾波電容器、變壓器磁芯的幾何圖形與特性及開關(guān)器件等，都會影響系統(tǒng)的效率。為減小濾波電容和磁性元件的尺寸，開關(guān)電源的頻率在不斷提高。因此，功率器件的開關(guān)損耗在整個系統(tǒng)損耗中占有更大的比重。選用低開關(guān)損耗的MOSFET，是提高SMPS效率的重要環(huán)節(jié)�？旖荩ㄓ置赏┌雽�(dǎo)體新發(fā)明的QFET系列，是新一代功率MOSFET，用其可以獲得低開關(guān)損耗。本文回顧了升壓型變換器的基本工作原理，作為QFET的一個應(yīng)用實例，介紹了FQP10N20型QFET在70W彩色監(jiān)視器升壓變換器電源中作為開關(guān)使用的優(yōu)點。

2 升壓變換器工作原理

升壓變換器是將一個DC輸入電壓變換成比輸入電壓高的并經(jīng)過調(diào)整的DC輸出電壓的電源變換器，其基本電路如圖1所示。當(dāng)開關(guān)Q1導(dǎo)通時，輸入DC電壓Vi施加到電感器L的兩端，二極管D因反偏而截止，L儲存來自輸入電源的能量。當(dāng)開關(guān)Q1關(guān)斷時，L中的儲能使D正偏而導(dǎo)通，并將能量傳輸?shù)捷敵鲭娙軨和負載R中。

圖2為圖1電路的相關(guān)波形。穩(wěn)態(tài)時在一個開關(guān)周期內(nèi)，電感器L儲存的能量與釋放的能量保持平衡，用伏秒積表示如下：

ViDTs=(VO－Vi)(1－D)Ts    （1）

式中Ts為開關(guān)周期，D為開關(guān)占空比。從式（1）可得：

VO=[1/(1-D）]Vi    (2)

由于D<1，故VO>Vi。L兩端的電壓為：

    VL=L(do/dt)    (3)

當(dāng)開關(guān)Q1開通時，根據(jù)公式(3)，電感電流的變

化可用式(4)計算：

    ΔiL=(Vi/L)DTs    (4)

電感電流平均值可表示為：Iav=(1/2)ΔiL＋IV=(Vi/2L)DTs＋IV    (5)

整個開關(guān)周期中的平均電流等于輸出電流，即IO=Iav。根據(jù)式(5)可得：

IV=IO－(Vi/2L)DTs    (6)

    在電感電流連續(xù)模式中，IO>(Vi/2L)DTs。為保持較低的電感峰值電流和較小的輸出紋波電壓，按照慣例，推薦ΔiL=0.3io。于是式(4)可改寫為：

    L=[Vi/0.3io(max)]DTs    （7）

當(dāng)Q1導(dǎo)通時，輸出電容放電，峰-峰值紋波電壓為：

    Δvo=ΔQ/C=ioDTs/C=voDTs/RC=VoD/RCfs    (8)

式(8)整理后為：