工程師分享反激式開關電源的零電壓開關設計

反激式開關電源以電路簡單電磁干擾相對小而得到廣泛應用，對開關電源的輸出電壓尖峰和EMI也提出了更高的要求，通常減小EMI的方法主要是采用自激型反激式開關電源，用開關速度相對慢的雙極晶體管作為主開關；加大緩沖電路電容量來降低關斷過程的dz/dt，di/dt產生的EMI用減緩導通過程減小開通EMI，付出的代價是電源效率下降，發(fā)熱量大，可靠性下降。因而需要一種低EMI，高效的反激式開關電源，軟開關反激式開關電源，便是比較理想的解決方案。

零電壓開關

零電壓開關反激式開關電源主電路如圖1

主要波形如圖2，電路工作過程分為四個階段：開關管關斷及緩沖電路作用階段，變壓器釋放儲能階段，緩沖電路復位階段，開關管導通階段。

1、開關管關斷及緩沖電路作用階段

圖2波 形 中，t。一t。期間為開關管關斷及緩沖電路作用階段，等效電路如圖3，在t。時刻控制電路將開關管關斷，變壓器初級電流由開關管向緩沖電容器轉移，開關管電流下降，緩沖電容器電流上升，開關管電流下降，直到零變壓器初級電流全部轉移到緩沖電容器，等效電路如圖3，開關管的關斷過程結束開關管關斷過程的長短取決于開關管自身特性和控制電路，一般為開關周期的1/100 - 1/201〕或百納秒左右。由于緩沖電容器上的電壓不能躍變，使開關管關斷過程中漏、源電壓很低接近于零，實現了“零電壓。關斷。為確?！傲汶妷骸标P斷，緩沖電容器應取較大值，這樣開關管在關斷過程結束時緩沖電容器電壓仍為很小值，變壓器初級電壓極性沒有改變，輸出整流二極管陽極反向電壓不能導通，變壓器初級電流仍需流過緩沖電容器，直到緩沖過程結束。緩沖過程的持續(xù)時間約為開關周期1/20左右，與開關周期相比相對很短，變壓器初級電流變化很小，為分析方便可以認為變壓器初級電流不變，這樣緩沖電容器電壓為：

其中Ics為t1時刻變壓器初級電流值，可近似為t0時刻值。當級沖電容器電壓上升到

( VR為穩(wěn)壓電源輸出電壓反射到變壓器初級側電壓值)后，即t2時刻，輸出整流二極管導通，變壓器儲能經輸出整流二極管想輸出端釋放，變壓器初級電流為零。電路進入變壓器釋放儲能階段。

2、變壓器釋放儲能階段

變壓器通過次級繞組、輸出整流二極管向輸出端釋放儲能。變壓器次級電流為：