2 反激电源光耦开路分析

一．反馈光耦开路时电源状态该如果变化。

当光耦开路时，副边无反馈给POWER IC的COMP脚，COMP脚电压将会被IC内部电源上拉到最大值，例如达到7V左右。

这里作分析时，假设IC没有保护功能，比如短路保护，光耦开路保护，过载保护，过压保护功能等等。

IC只是作峰值电流控制。

问：负载端为近似空载时，原边的电流如何关断？
解释：二种情况：
一是占空比达到IC的最大占空比；
二是原边电流达到最大限值I-limit，由MOS下的电流侦测电阻决定。

P 2/R，可知输出电压U可变压器原边储的能量会传递到副边，由于副边近似空载，由U
以变得很大。

这些功率都会消耗在副边的假负载R上以及电容过压时产生的热损上等等。

若减少R值，可以把电压U值拉下来。

图1、2、3为第一种情况下的原边、副边电流在一个周期内的图示，图片中为了方便观看，假设原、副边匝比为1的情况。

副边电流的变化是因为负载R值的减小，导致输出电压U 的减小，从而副边电流波形的斜率也减小。

图3进入了临界模式，此时R值减小，U值不变，输出功率也会增大，直到原边电流达到最大限值，情况会有转变。

如图4、5、6所示，继续减小负载电阻R值，电流进入连续模式，直到图6原边电流达到最大限值。

此时输出功率不会随着负载电阻R的减小而增加。

问：为什么会进入连续模式？
解释：在图3的基础上再减小负载电阻R，输出电压U会瞬间下降，导致副边电流波形斜率减小，从而副边电流关断时会有剩余电流。

此剩余电流会在下个周期导通时作为原边的初始电流，由于原边电流波形的斜率不变，从而Ip也会增加，Ip的增量与原边的初始电流增量相等。

Ip和初始电流的同步增加，使输出功率也增加，从而补偿了瞬间下降的输出电压U，使之恢复。

在Ip=I-limit的情况下，再继续减小负载电阻R，会进入另外一种状态，如图7、8、9，输出电压U会随着负载电阻R的减小而下降。

由于Ip被限制在I-limit，副边的剩余电流和原边的初始电流随R的减小逐渐增加，输出功率逐渐减小。

极限情况是R值近似为零，此时导通占空比很小，原边初始电流和副边剩余电流很大，输出电压为近似为零，这时可以看作是输出短路的状态.
问：在图7、8、9中，减小R值，为什么占空比会减少？
解释：Ip达到最大，即输出功率被限制，负载电阻R继续减小，这时输出电压U肯定会下降，由于U值的下降，副边电流波形的斜率会下降，但原边的电流波形斜率不变。

我们假设占空比D保持在Dmax不变，这时输出电压U的下降导致副边电流波形的斜率下降，电流变化量i∆肯定减小，但原边的i∆不变，这样电流变化量原、副边相等，所以假设肯定不成立。

假设占空比D增大，同样按照以上方法解释，假设不成立。

所以占空比D一定减小，这样原边初始电流增加，原边的i∆也减小，可以达到原、副边电流变化量相等。

问：在图7、8、9的变化过程中，为什么电流不会随着负载电阻R的减小逐渐进入不连续模式？
解释：如果负载电阻R值减小，副边电流波形斜率下降，副边剩余电流增加，而增加的剩余电流会成为下个周期导通时原边的初始电流，所以原边的初始电流会随着副边的剩余电流增加而抬高，不可能下降，所以不可能进入不连续模式。

从图1到图9的过程中，输出电压U是逐步减小的（图4、5、6的U值不变），可以看出U 值永远正比于电流上升时间与下降时间的比值。

输出功率是先不变（如图1、2、3），再增加（如图4、5、6），再减少（如图7、8、9）的过程，看原边电流波形即可看出。