一種基于UCC28600準諧振反激式開關電源的方案

引言

準諧振轉(zhuǎn)換是十分成熟的技術，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現(xiàn)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(zhuǎn)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(guī)的硬開關反激電路

圖1 所示為常規(guī)的硬開關反激式轉(zhuǎn)換器電路。這種不連續(xù)模式反激式轉(zhuǎn)換器(DCM)一個工作周期分為三個工作區(qū)間：( t0 ~ t1)為變壓器向負載提供能量階段，此時輸出二極管導通，變壓器初級的電流通過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 時刻，輸出二極管電流減小到0，此時變壓器的初級電感和和寄生電容構成一個弱阻尼的諧振電路，周期為2π LC 。在停滯區(qū)間( t1~ t2)，寄生電容上的電壓會隨振蕩而變化，但始終具有相當大的數(shù)值。當下一個周期t2 節(jié)點，MOSFET 導通時間開始時，寄生電容(COSS和CW )上電荷會通過MOSFET放電，產(chǎn)生很大的電流尖峰。由于這個電流出現(xiàn)時MOSFET存在一個很大的電壓，該電流尖峰因此會做成開關損耗。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現(xiàn)

利用檢測電路來有效地“感測”MOSFET 漏源電壓(VDS )的第一個最小值或谷值，并僅在這時啟動MOS-FET導通時間，由于寄生電容被充電到最低電壓，導通的電流尖峰將會最小化。這情況常被稱為谷值開關(Valley Switching)或準諧振開關。這種電源是由輸入電壓/負載條件決定的可變頻率系統(tǒng)。換言之，調(diào)節(jié)是通過改變電源的工作頻率來進行，不管當時負載或輸入電壓是多少，MOSFET始終保持在谷底的時候?qū)?。這類型的工作介于連續(xù)(CCM) 和不連續(xù)條件模式(DCM)之間。因此，以這種模式工作的轉(zhuǎn)換器被稱作在臨界電流模式(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關方案有著許多優(yōu)點：