一種基于UCC28600準諧振反激式開(kāi)關(guān)電源的方案

引言

準諧振轉換是十分成熟的技術(shù)，廣泛用于消費產(chǎn)品的電源設計中。新型的綠色電源系列控制器實(shí)現低至150 mW 的典型超低待機功耗。本文將闡述準諧振反激式轉換器是如何提高電源效率以及如何用UCC28600設計準諧振電源。

常規的硬開(kāi)關(guān)反激電路

圖1 所示為常規的硬開(kāi)關(guān)反激式轉換器電路。這種不連續模式反激式轉換器(DCM)一個(gè)工作周期分為三個(gè)工作區間：( t0 ~ t1)為變壓器向負載提供能量階段，此時(shí)輸出二極管導通，變壓器初級的電流通過(guò)Np:Ns的耦合流向輸出負載，逐漸減小。

MOSFET電壓由三部分疊加而成：輸入直流電壓VDC、輸出反射電壓VFB、漏感電壓VLK.到 t1 時(shí)刻，輸出二極管電流減小到0，此時(shí)變壓器的初級電感和和寄生電容構成一個(gè)弱阻尼的諧振電路，周期為2π LC 。在停滯區間( t1~ t2)，寄生電容上的電壓會(huì )隨振蕩而變化，但始終具有相當大的數值。當下一個(gè)周期t2 節點(diǎn)，MOSFET 導通時(shí)間開(kāi)始時(shí)，寄生電容(COSS和CW )上電荷會(huì )通過(guò)MOSFET放電，產(chǎn)生很大的電流尖峰。由于這個(gè)電流出現時(shí)MOSFET存在一個(gè)很大的電壓，該電流尖峰因此會(huì )做成開(kāi)關(guān)損耗。此外，電流尖峰含有大量的諧波含量，從而產(chǎn)生EMI。

準諧振反激式設計的實(shí)現

利用檢測電路來(lái)有效地“感測”MOSFET 漏源電壓(VDS )的第一個(gè)最小值或谷值，并僅在這時(shí)啟動(dòng)MOS-FET導通時(shí)間，由于寄生電容被充電到最低電壓，導通的電流尖峰將會(huì )最小化。這情況常被稱(chēng)為谷值開(kāi)關(guān)(Valley Switching)或準諧振開(kāi)關(guān)。這種電源是由輸入電壓/負載條件決定的可變頻率系統。換言之，調節是通過(guò)改變電源的工作頻率來(lái)進(jìn)行，不管當時(shí)負載或輸入電壓是多少，MOSFET始終保持在谷底的時(shí)候導通。這類(lèi)型的工作介于連續(CCM) 和不連續條件模式(DCM)之間。因此，以這種模式工作的轉換器被稱(chēng)作在臨界電流模式(CRM)下工作。臨界模式下MOSFET漏源電壓如圖2所示。

在反激式電源設計中采用準諧振開(kāi)關(guān)方案有著(zhù)許多優(yōu)點(diǎn)：