本文主題是介紹如何以 NXP 的 DSC 實現 Peak Current Control Mode PSFB 功能的系列文章。上一篇介紹了 DSC 是使用那些功能來實現全橋 PWM，本篇會介紹同步整流 PWM 的實現方式，以及透過內部機制偵測當前的 PWM 切換狀態。下一篇則是解說整套 PSFB 的動作機制的詳細說明。
同步整流 PWM 的實現 :
同步整流 ( Synchronous Rectifier，簡稱 SR ) 技術在電源轉換器上很常使用，是利用 MOSFET 比起二極體，在大電流應用情況下導通損耗較低的優勢來提高效率的方式。在 PSFB 轉換器上，SR MOSFET 用以取代變壓器二次側的整流二極體
MOSFET 本身便有寄生二極體可以提供整流路徑，而同步整流在實現上需要可以得知 SR MOSFET 應在何時導通。類比型的同步整流 IC 透過偵測 MOSFET 兩端電壓來檢測二極體導通情形，決定何時開啟 MOSFET。而在數位電源上，常見是透過理論分析並且實際微調來決定 MOSFET 的導通與關閉時間。
全橋架構常用中心抽頭全波整流的變壓器架構，中心抽頭的位置作為共同的地或是正端，另一端則由二極體整流變壓器在正向與反向的電流。同步整流的應用中，二極體則被 SR MOSFET 取代。由於存在正向與反向的兩組線圈，因此 SR MOSFET 會需要兩組驅動訊號。
在 PSFB 架構中，由於輸出電感會工作於 DCM 與 CCM 兩種模式，因此每組 SR MOSFET 會需要需要不同的驅動波形。
當輸出電感工作於 DCM 時，只有在全橋的對角 MOSFET 開啟時才有能量傳遞到二次側。因此 SR MOSFET 需要導通的區間是一次側四顆 MOSFET 驅動波形對角交疊的部分，兩組對角分別對應兩組 SR MOSFET 驅動 PWM，對應的 SR MOSFET 波形如下圖右側。
當輸出電感工作於 CCM 時，在對角 MOSFET 未導通時，輸出電感仍會工作在飛輪模式下，因此會有電流持續流通。需要 SR MOSFET 導通的區間變成除了另一個方向的對角交疊的區間以外的時間都要開啟。對應的 SR MOSFET 波形如下圖左側。
由於 MOSFET 的驅動存在電路與驅動延遲問題，而且同步整流並非在所有電流導通的情況下都開啟 MOSFET 就能得到最高的效率，因此 SR MOSFET 的驅動波形還要具備可以調整開啟的延遲時間 ( Deadtime )。
歸納 PSFB 的 SR MOSFET 驅動波形所需功能如下 :
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需要兩組不同的 PWM 分別驅動中央抽頭變壓器的二次側兩端。
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每組 PWM 需要有兩種模式，以對應輸出電感在 DCM 與 CCM 的工作情形。
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由於峰值電流控制下，一次側的開關是由比較器與其他硬體控制，程式無法在切換的時候馬上處理波形，因此 SR MOSFET 產生的方式需要由硬體機制構成。
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要可以靈活設置開啟的延遲時間。
NXP 的 DSC 在內部具備了內含靈活邏輯電路的 EVTG，可以將數位訊號進行邏輯處理後再輸出到內部的其他周邊之中。利用 EVTG 的功能，我們便可以產生所需的 SR MOSFET 驅動波形。再利用 eflexPWM 中的 Deadtime Insertion Logic 自動加入 Deadtime 的功能來調整驅動波形的開啟延遲時間。功能框圖如下 :
偵測當前的 PWM 切換狀態 :
PSFB 的峰值電流控制模式的電流環路由硬體機制構成，程式設置的是提供 DAC 目前期望的電流，實際的 PWM 切換則是比較器與 DAC 來控制，因此全橋 PWM 的實際的相位移有多少程式是不知道的。而 DSC 可以透過內部的 EVTG 機制產生對角 PWM 的交疊區，並利用內部的 QTimer 做 Capture 來捕捉交疊區的寬度，進而獲得目前 PWM 的運作情形。功能框圖如下 :
在同步整流功能上使用 DSC 實現的優勢 :
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由硬體構成的 SR MOSFET 控制方式，韌體只需要切換模式。
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SR MOSFET PWM 的延遲時間 ( Deadtime ) 可以由軟體靈活設置並依負載修改。
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可以在程式中得知當前 PSFB 的相位差。
若想要知道相關的細節，請聯絡 Jamescl.hsu@wpi-group.com