諧振控制器和PFC控制器介紹

　　第二種大幅提升OCR穩定性的方法是對一次交流瞬時(shí)電流值進(jìn)行直接的逐周期檢測。一般的OCR電路采用檢測整流和濾器后產(chǎn)生的直流電壓的方法，該直流電壓代表了控制器的平均電流水平。但這種設計中的濾波器會(huì )產(chǎn)生第二個(gè)低頻極點(diǎn)，因此很難建立穩定的OCR回路。而對瞬時(shí)電流進(jìn)行直接的交流檢測則無(wú)需使用整流器和濾波器，這樣既節約了元器件成本，提高了OCR穩定性，又能增加精度，達到快速過(guò)流檢測和響應的目的。

　　2.3.4 縮短高邊第一個(gè)脈沖時(shí)間

　　啟動(dòng)時(shí)按正常開(kāi)通時(shí)間打開(kāi)高邊MOSFET，第一個(gè)電流脈沖的幅度會(huì )很高，該峰值電流會(huì )造成干擾。TEA1713和TEA1613控制器把高邊MOSFET的第一個(gè)導通時(shí)間縮短為只有正常導通時(shí)間的一半，因此原邊電流初始幅度較低，可以快速達到穩定的工作狀態(tài)(圖4)。

　　a. 通常情況下第一次高邊MOSFET導通時(shí)間。

　　b. 縮短高邊導通時(shí)間后有限的峰值電流。

　　圖4：縮短高邊導通時(shí)間后的效果

　　3. 可靠性和安全性

　　提升開(kāi)關(guān)式電源的可靠性與耐用性是減少返修和控制成本的關(guān)鍵因素。為此，恩智浦在TEA1613和TEA1713產(chǎn)品中增加了多重保護功能，為客戶(hù)帶來(lái)了真正完美的電源解決方案。

　　3.1容性模式保護

　　比較獨特的保護功能是恩智浦正在申請專(zhuān)利的逐周期容性模式保護，它能夠有效避免任何因容性模式對功率MOSFET可能造成的損害。有了它設計人員無(wú)須考慮與容性模式開(kāi)關(guān)相關(guān)的MOSFET的反向恢復問(wèn)題。因此，設計人員選用MOSFET器件時(shí)可以進(jìn)行成本優(yōu)化，不會(huì )影響整個(gè)電源系統的性能和可靠性。

　　諧振轉換器通常工作在感性模式下，其開(kāi)關(guān)頻率高于諧振頻率，利用功率MOSFET器件的零電壓切換(ZVS)功能實(shí)現電源高效運行。對于輸出短路電流、高脈動(dòng)負載或市電降壓等特殊情況，諧振回路的諧振頻率短時(shí)間會(huì )高于工作頻率，這將使得諧振回路變成容性阻抗。在容性模式中，MOSFET關(guān)閉后電流會(huì )持續流經(jīng)體二極管，半橋節點(diǎn)(HB)不會(huì )出現電壓變化。此時(shí)打開(kāi)另一個(gè)MOSFET會(huì )非常危險，因為帶體二極管的MOSFET反向恢復時(shí)產(chǎn)生的峰值電流可以瞬時(shí)燒毀器件。TEA1713和TEA1613對于危險的容性模式工作提供了三重動(dòng)作保護。

　　TEA1713和TEA1613自適應死區時(shí)間控制是第一重保護，可以延遲另一個(gè)MOSFET器件打開(kāi)時(shí)間，直到電流恢復正常極性。MOSFET會(huì )在半橋斜坡結束后打開(kāi)，因此可以確保電流已恢復正確安全的極性。參見(jiàn)圖5。該功能可以防止MOSFET在體二極管未恢復時(shí)危險的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

　　圖5;容性開(kāi)關(guān)保護

　　容性模式發(fā)生后，諧振電流返回正常極性需要半個(gè)諧振周期，斜坡發(fā)生在半橋節點(diǎn)上。為了實(shí)現相對較長(cháng)的等待時(shí)間，振蕩器速度減慢直到檢測到半橋斜坡起點(diǎn)。這是第二重保護動(dòng)作。

　　第三重保護動(dòng)作是在容性模式工作期間提高振蕩器頻率。該動(dòng)作可以使轉換器返回安全的感性模式。

　　3.2 具有補償升壓電壓的兩級過(guò)流保護

　　為了防止(短時(shí))在大功率下運行導致元器件過(guò)熱或者變壓器飽和，恩智浦產(chǎn)品采用了兩級過(guò)流保護設計。

　　第一步：電流較低時(shí)，通過(guò)調節頻率來(lái)限制電流。該過(guò)流調節(OCR)功能在啟動(dòng)期間同樣可以限制電流。

　　第二步：如果電流增加太快，OCR無(wú)法調節，比如輸出短路。此時(shí)可采取更為有力的保護措施——立即將開(kāi)關(guān)頻率提到最高。這一過(guò)程也稱(chēng)為過(guò)流保護(OCP)。

　　諧振轉換器的輸入電壓(升壓后)通常由PFC產(chǎn)生，非常穩定。不過(guò)，在啟動(dòng)期間、市電降壓、或者沒(méi)有有源PFC的系統中，升壓后的電壓會(huì )比較低。因此，對于相同輸出功率的諧振轉換器，一次側的電流會(huì )很高。TEA1713和TEA1613具有補償升壓電壓功能，能夠針對不同輸入電壓水平調整保護級別，因而可以提供更為準確的輸出過(guò)流保護，增強電源負載保護能力，提高電源的使用安全。