諧振式開(kāi)關(guān)電源電路圖（一）

諧振式開(kāi)關(guān)電源電路圖（二）

準(zhǔn)諧振反激式開(kāi)關(guān)電源原理分析

準(zhǔn)諧振反激式開(kāi)關(guān)電源基本原理和等效原理圖如圖1、2所示。其中Lm為原邊勵(lì)磁電感，Lk為原邊漏感。電容Cd包括主開(kāi)關(guān)管Q的輸出電容Coss，變壓器的匝間電容以及電路中的其他一些雜散電容。Rp為初級(jí)繞組的寄生電阻，包括變壓器原邊繞組的電阻，銅線(xiàn)的高頻趨膚效應(yīng)、磁材料的損耗以及輻射效應(yīng)的等效電阻。

準(zhǔn)諧振反激式開(kāi)關(guān)電源工作在DCM或CRCM狀態(tài)，副邊二極管電流下降到零之后，電容Cd，原邊電感Lp=Lm+Lk以及電阻Rp構(gòu)成一個(gè)RLC諧振電路，主開(kāi)關(guān)管Q兩端電壓Vds將產(chǎn)生振蕩。傳統(tǒng)的反激式開(kāi)關(guān)電源主開(kāi)關(guān)管可能Vds振蕩波形任一點(diǎn)處開(kāi)通，視負(fù)載情況而定。而準(zhǔn)諧振反激式開(kāi)關(guān)電源，不管負(fù)載情況如何，總是在當(dāng)檢測(cè)到Vds波形振蕩到谷底時(shí)，控制器控制主開(kāi)關(guān)管Q開(kāi)通，降低主開(kāi)關(guān)管Q的開(kāi)通損耗，同時(shí)使得輸出電容Cd上的能量損耗達(dá)到最小，波形圖如圖3所示。

圖3

準(zhǔn)諧振模式的實(shí)現(xiàn)

準(zhǔn)諧振模式實(shí)現(xiàn)的具體電路如圖4、5所示，輔助繞組電壓檢測(cè)信號(hào)與控制芯片的7腳相連。在開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間，如果檢測(cè)7腳電壓偏低及處于振蕩的波谷時(shí)，通過(guò)芯片內(nèi)部三個(gè)比較器，使得芯片內(nèi)部的QR_DONE信號(hào)由0變?yōu)?，從而影響芯片內(nèi)部的振蕩器，開(kāi)啟下一周期。

諧振式開(kāi)關(guān)電源電路圖（三）

準(zhǔn)諧振電路分為零電壓和零電流模式，理論上也有很多方法能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)諧振變換，但是由于涉及到比較高的電壓，很多方法并不適用于無(wú)輸入變壓器的所謂離線(xiàn)開(kāi)關(guān)電源。離開(kāi)實(shí)際的電路很難討論準(zhǔn)諧振的原理，我們首先分析一下常見(jiàn)的反激式開(kāi)關(guān)電源工作過(guò)程，然后探討在反激式開(kāi)關(guān)電源中引入零電壓ZVC準(zhǔn)諧振的方法。如圖2所示為反激式開(kāi)關(guān)電源的基本電路原理圖。VT為開(kāi)關(guān)管，T為高頻變壓器，D1為整流管，Vin為輸入的直流電壓，經(jīng)初級(jí)繞組LP加到開(kāi)關(guān)管的漏極（集電極），假定負(fù)載二極管為理想的開(kāi)關(guān)。Lk為漏感，代表不能禍合傳輸?shù)酱渭?jí)的磁通量，其存儲(chǔ)的能量必須要通過(guò)其他的路徑釋放，另外，漏感Lk會(huì)延緩和阻止互感Lm能量的傳遞，存儲(chǔ)在漏感中的能量是開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生尖峰的原因。

諧振式開(kāi)關(guān)電源電路圖（四）

鎢燈電源電路圖如圖4所示，交流電源從左上角輸入，經(jīng)輸入電源濾波器、整流橋、高壓電容，轉(zhuǎn)為約130~360 V的直流高壓。N14、V30 組成高壓側(cè)主電路，將直流高壓斬波為脈沖電壓，通過(guò)變壓器耦合，經(jīng)V12 整流輸出，輸出電容濾波為直流電壓。

啟動(dòng)電路

由于UCC28600的啟動(dòng)電流非常小，典型值為12 μA，可以大大降低啟動(dòng)電阻的功耗，因而啟動(dòng)電阻由三個(gè)300 kΩ的貼片電阻串聯(lián)而成。但由于VDD 引腳需要一個(gè)足夠的儲(chǔ)能電容防止在工作時(shí)出現(xiàn)打嗝現(xiàn)象，帶來(lái)的一個(gè)問(wèn)題是VDD 啟動(dòng)時(shí)電壓上升過(guò)慢，電源啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。解決方法是VDD 引腳采用小電容，反供繞組采用大電容，兩者之間用V34（1N4148）隔離。

遙控電路

遙控電路用光耦TLP181安全隔離，當(dāng)遙控信號(hào)輸入CTL 端加電流信號(hào)時(shí)，光耦輸出端導(dǎo)通，通過(guò)V33 將UCC28600 的SS 引腳拉低，關(guān)閉MOSFET 的驅(qū)動(dòng)信號(hào);通過(guò)R32 將VDD 電壓拉低，低于UCC28600的啟動(dòng)電壓，避免芯片一直處于重啟過(guò)程。

反饋電路

采用TL431采樣輸出端電壓，通過(guò)光耦TLP181隔離后反饋到芯片的輸入端。TL431的基準(zhǔn)電壓為2.495 V，通過(guò)R84、R85 的分壓，將輸出電壓設(shè)定在11.5 V.由于負(fù)載為固定鎢燈電源，所以不用考慮電源的瞬態(tài)相應(yīng)，故TL431的補(bǔ)償電容采用簡(jiǎn)單的Ⅰ類(lèi)補(bǔ)償，電路簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。

變壓器設(shè)計(jì)

設(shè)在最大負(fù)載時(shí)，UCC28600工作在準(zhǔn)諧振模式，其最大占空比發(fā)生在最低輸入電壓時(shí)，在固定輸入電壓和輸入功率的情況下：

初級(jí)繞組采用2×0.35 漆包線(xiàn)，次級(jí)采用125 μm 銅箔，采用三明治繞法，磁芯中心柱開(kāi)氣隙，使ALG 為275 nH/T2.