新型反激變換器準(zhǔn)諧振控制器ICE1QS01及其應(yīng)用電路

連接于橋式整流器輸出與大容量濾波電容C07之間線路上的電感器L08，二極管D08以及在D08正極與功率開關(guān)S01漏極之間的電容C08，組成PFC電荷泵電路。其作用是與輸入端EMI濾波器一起，可在橋式整流器輸入端產(chǎn)生正弦波電流。ICE1QS01內(nèi)集成低功率待機(jī)突發(fā)模式電路，可使待機(jī)輸入功率低于1W。在負(fù)載減小時(shí)，利用集成數(shù)字處理電路能使開關(guān)頻率逐步降低，并不產(chǎn)生任何抖動。當(dāng)待機(jī)開關(guān)S1斷開時(shí)，參考二極管D60導(dǎo)通，輸出電壓V2調(diào)節(jié)值由齊納二極管D61確定。當(dāng)ICE1QS01腳4上的VSRC低于2V時(shí)，集成在芯片上的突發(fā)模式電路啟動。在激活內(nèi)部突發(fā)模式比較器后，柵極驅(qū)動輸出(OUT)切換到低電平，Vcc關(guān)閉門限由正常模式下的9V增加到14.5V。在突發(fā)模式期間，MOSFET導(dǎo)通時(shí)間至少為其最大導(dǎo)通時(shí)間的1/7。在突發(fā)之間的中斷時(shí)間(tbreake)縮短，輸出紋波通過跨越在AC主線輸入與二極管D26和D27接點(diǎn)之間的電容C21的一個附加充電電流而降低。

二極管D62為正常模式與待機(jī)突發(fā)模式之間的過渡狀態(tài)而加入。當(dāng)待機(jī)開關(guān)S1閉合但輸出V2已經(jīng)無載時(shí)，加入D62可保證在突發(fā)模式下的正常周期。當(dāng)V2變低時(shí)，參考二極管D60被關(guān)斷。

ICE1QS01腳3外部電阻R38和R29充當(dāng)變壓器脈沖的分壓器，腳3上的脈沖幅度約為4V。電容C29用作減小變壓器過沖。其腳2與DC干線電壓之間的電阻R22決定欠電壓鎖定門限。R22與電容C22相結(jié)合，可固定最大可能輸出功率。

2.2 主要元件選擇

2.2.1 變壓器設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在圖3所示的應(yīng)用電路中，變壓器T1的參量已基本標(biāo)明。在此僅簡要敘述變壓器的計(jì)算公式。

首先，必須計(jì)算SMPS最大輸入功率。若SMPS最大輸出功率為Pout(max)，效率為η(通常取80%)，最大輸入功率Pin(max)為

Pin(max)=Pout(max)/η(1)

在最低AC線路電壓VAC(min)下，SMPS初級平滑電容器(如圖3中的C07)上的DC電壓VDC(min)為

VDC(min)=

VAC(min)Fnum(2)

式中：Fhum=0.9，為初級電容器上100Hz電壓紋波系數(shù);

VAC(min)在通用寬范圍AC供電線路下，通常為85V或90V。

在最高AC線路電壓VAC(max)(如264V)下，初級電容器上的最高DC電壓VDC(max)為

VDC(max)=

VAC(max)Fcp(3)

式中：Fcp為在初級電容器上的過電壓因數(shù)，當(dāng)SMPS不帶PFC時(shí)，F(xiàn)cp=1;若SMPS帶PFC，F(xiàn)cp=1.1。

通過初級繞組的最大平均電流IP(max)可由式(4)計(jì)算。

IP(max)=Pin(max)/VDC(min)(4)

變壓器初級繞組匝數(shù)Np的計(jì)算公式為

Np=

(5)

式中：Vd(max)=600V，為MOSFET允許最高漏極電壓;

Bmax=300mT，為變壓器磁芯最大允許磁通密度;

Fos為初級繞組過沖因數(shù)，當(dāng)不帶PFC時(shí)，F(xiàn)os=1.3，當(dāng)帶PFC時(shí)，F(xiàn)os=1.8;

磁芯有效截面積Ae和參量AL，可以從根據(jù)Pin(max)選擇的變壓器提供的數(shù)據(jù)中查得。

每匝次級電壓Vts為

Vts=

(6)

MOSFET的最大漏極電流Id(max)為

Id(max)=2IDC(max)

(7)

MOSFET最大導(dǎo)通時(shí)間ton(max)和最大截止時(shí)間toff(max)分別可用式(8)和式(9)計(jì)算。

ton(max)=

(8)