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基于UCC28600的准谐振反激式开关电源的设计方案

导读: 准谐振转换是十分成熟的技术,广泛用于消费产品的电源设计中。新型的绿色电源系列控制器实现低至150mW的典型超低待机功耗。本文将阐述准谐振反激式转换器是如何提高电源效率以及如何用UCC28600设计准谐振电源。

  引言

  准谐振转换是十分成熟的技术,广泛用于消费产品的电源设计中。新型的绿色电源系列控制器实现低至150mW的典型超低待机功耗。本文将阐述准谐振反激式转换器是如何提高电源效率以及如何用UCC28600设计准谐振电源。

  1 常规的硬开关反激电路

  图1所示为常规的硬开关反激式转换器电路。这种不连续模式反激式转换器(DCM)一个工作周期分为三个工作区间:(t0~t1)为变压器向负载提供能量阶段,此时输出二极管导通,变压器初级的电流通过NpNs的耦合流向输出负载,逐渐减小。

基于UCC28600的准谐振反激式开关电源的设计方案

  MOSFET电压由三部分叠加而成:输入直流电压VDC、输出反射电压VFB、漏感电压VLK。到t1时刻,输出二极管电流减小到0,此时变压器的初级电感和和寄生电容构成一个弱阻尼的谐振电路,周期为2πLC。在停滞区间(t1~t2),寄生电容上的电压会随振荡而变化,但始终具有相当大的数值。当下一个周期t2节点,MOSFET导通时间开始时,寄生电容(COSS和CW)上电荷会通过MOSFET放电,产生很大的电流尖峰。由于这个电流出现时MOSFET存在一个很大的电压,该电流尖峰因此会做成开关损耗。此外,电流尖峰含有大量的谐波含量,从而产生EMI。

  2 准谐振反激式设计的实现

  利用检测电路来有效地“感测”MOSFET漏源电压(VDS)的第一个最小值或谷值,并仅在这时启动MOS-FET导通时间,由于寄生电容被充电到最低电压,导通的电流尖峰将会最小化。这情况常被称为谷值开关(Valley Switching)或准谐振开关。这种电源是由输入电压负载条件决定的可变频率系统。换言之,调节是通过改变电源的工作频率来进行,不管当时负载或输入电压是多少,MOSFET始终保持在谷底的时候导通。这类型的工作介于连续(CCM)和不连续条件模式(DCM)之间。因此,以这种模式工作的转换器被称作在临界电流模式(CRM)下工作。临界模式下MOSFET漏源电压如图2所示。

基于UCC28600的准谐振反激式开关电源的设计方案

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