設計更高能效、極低EMI準諧振適配器

　　準方波諧振轉換器也稱(chēng)準諧振(QR)轉換器，廣泛用于電源適配器。準方波諧振的關(guān)鍵特征是金屬氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管(MOSFET)在漏極至源極電壓(VDS)達到其最低值時(shí)導通，從而減小開(kāi)關(guān)損耗及改善電磁干擾(EMI)信號。

　　準諧振轉換器采用不連續導電模式(DCM)工作時(shí)，VDS必須從輸入電壓(Vin)與反射電壓(Vreflect)之和降低到Vin。變壓器初級電感(Lp)與節點(diǎn)電容(Clump，即環(huán)繞MOSFET漏極節點(diǎn)的所有電容組合值，包括MOSFET電容和變壓器寄生電容等)構成諧振網(wǎng)絡(luò )，Lp與Clump相互振蕩，振蕩半周期以公式計算。

　　然而，自振蕩準諧振轉換器在負載下降時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率上升;這樣，在輕載條件下，如果未限制開(kāi)關(guān)頻率，損耗會(huì )較高，影響電源能效;故必須限制開(kāi)關(guān)頻率。

　　限制開(kāi)關(guān)頻率的方法有兩種。第一種是傳統準諧振轉換器所使用的帶頻率反走的頻率鉗位方法，即通過(guò)頻率鉗位來(lái)限制開(kāi)關(guān)頻率。但在輕載條件下，系統開(kāi)關(guān)頻率達到頻率鉗位限制值時(shí)，出現多個(gè)處于可聽(tīng)噪聲范圍的谷底跳頻，導致信號不穩定。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，就出現第二種方法，也就是谷底鎖定，即在負載下降時(shí)，在某個(gè)谷底保持鎖定，直到輸出功率大幅下降，然后改變谷底。輸出功率降低到某個(gè)值時(shí)，進(jìn)入壓控振蕩器(VCO)模式，參見(jiàn)圖1。具體而言，反饋(FB)比較器會(huì )選定谷底，并將信息傳遞給計數器，FB比較器的磁滯特性就鎖定谷底。這種方法在系統負載降低時(shí)，提供自然的開(kāi)關(guān)頻率限制，不會(huì )出現谷底跳頻噪聲，且不降低能效。

　　圖1：谷底鎖定方法示意圖。

　　最新準諧振控制器NCP1379/NCP1380概覽

　　NCP1379和NCP1380是安森美半導體新推出的兩款高性能準諧振電流模式控制器，特別適合適配器應用。作為應用上述第二種方法的控制器，NCP1379和NCP1380包括兩種工作模式：一為準諧振電流模式，帶谷底鎖定功能，能消除噪聲;二為VCO模式，用于在輕載時(shí)提升能效。這兩款器件還提供多種保護功能，如過(guò)載保護(OPP)、軟啟動(dòng)、短路保護、過(guò)壓保護、過(guò)溫保護及輸入欠壓保護。

　　就工作原理而言，在帶谷底鎖定的準諧振模式，控制器根據反饋電壓鎖定至某個(gè)谷底(最多到第4個(gè)谷底)，峰值電流根據反饋電壓來(lái)調整，提供所需的輸出功率。這樣，就解決了準諧振轉換器的谷底跳頻不穩定問(wèn)題，且與傳統準諧振轉換器相比，提供更高的最小開(kāi)關(guān)頻率及更低的最大開(kāi)關(guān)頻率，還減小變壓器尺寸。

　　而在反饋電壓小于0.8 V(輸出功率減小)或小于1.4 V(輸出功率上升) 時(shí)，控制器進(jìn)入VCO模式，此時(shí)峰值電流固定，為最大峰值電流的17.5%，而開(kāi)關(guān)頻率可變，由反饋環(huán)路設定。