反激准谐振的开关电源设计
开关电源设计-准谐振反激式开关电源的实现
数字降频的开关管漏-源极电压波形
负载进一步减轻时开关管在第三个漏-源电 压的极小值处开通
数字降频的开关管漏-源极电压波形
负载更加减小时开关管在第七个漏-源电压 的极小值处开通
应用ICE1QS01实现准谐振反激式开关电源
电路板元件排布图
电路的印制板图
电流泵对功率因数的贡献
通过简单的电路可以将开关电源的功率因 数提高到要求值。
3. 用NCP1207实现准谐振反激式开关电 源
（1）75W显示器开关电源电路图
75W显示器开关电源电路板图
75W显示器开关电源电路板元件排布图
动态自供电示意
（2）12V24W带有同步整流器的准 谐振开关电源设计实例8127D
电路图
电路板图
元件排布图
变压器设计
输入电压与整流输出电压
变压器设计
效率按87%计算，输入功率与输出功率的 关系：
变压器设计
直流母线的电流平均值
变压器设计
开关管选择800V耐压，对应的反冲电压： 其中尖峰电压选330V。
变压器设计
最大占空比：
变压器设计
开关管峰值电流：
变压器设计
开关频率为70kHz时对应的开关管导通时间
2. 应用ICE1QS01实现准谐振反激 式开关电源
解决方法2：数字降频
利用Infineon的数字降频的准谐振反激式开 关电源控制芯片ICE1QS01对反激式开关电 源进行控制，实现数字降频。
数字降频特性
数字降频的开关管漏-源极电压波形
重负载时开关管的漏-源极电压波形
数字降频的开关管漏-源极电压波形
（二）准谐振反激式开关电源的实 现
基于ICE2QS03G芯片准谐振反激电源设计
基于ICE2QS03G芯片准谐振反激电源设计引言：准谐振反激电源是一种具有高效率、低成本、小体积和高可靠性的开关电源方案。
它广泛应用于计算机、通信设备、工业自动化等领域。
本文将基于ICE2QS03G芯片，对准谐振反激电源进行设计。
一、ICE2QS03G芯片简介ICE2QS03G是一款在准谐振反激电源中广泛使用的控制芯片。
它提供了丰富的保护功能，如过电流保护、过温保护、欠压锁定等。
此外，ICE2QS03G还提供了灵活的开关频率调节功能，可适应不同应用场景。
二、电源拓扑选择根据实际需求，我们选择准谐振反激电源作为设计方案。
该方案具有输出电压稳定、高转换效率和低电磁干扰的特点，非常适用于一些对电源要求较高的场景。
三、电源参数设计1、输出电压设计：根据具体应用需求，确定输出电压的数值。
例如，如果我们需要设计一款12V的电源，那么将输出电压设定为12V。
2、输出电流设计：根据实际应用需求，确定输出电流的数值。
例如，如果我们需要设计一款能够提供3A输出电流的电源，那么我们需要确保电源能够稳定输出3A的电流。
3、开关频率设计：ICE2QS03G芯片提供了可调的开关频率范围，我们需要根据具体需求选择适合的开关频率。
一般情况下，高开关频率能够提高转换效率，但同时也会增加开关损耗。
低开关频率可以减小开关损耗，但会增加输出滤波器的尺寸和成本。
4、输入电压范围设计：根据实际应用需求，确定输入电压范围。
一般情况下，我们需要确保电源在输入电压变化范围内能够正常工作。
四、电路设计1、输入滤波器：输入滤波器主要用于抑制输入电压的纹波和滤除高频噪声。
可以采用LC型滤波器，选择合适的电感和电容值。
2、整流桥：将输入电压转换为直流电压，可以选择全波整流桥。
3、变压器：根据设计需求，选择合适的变压器，确保能够提供所需的输出电压和电流。
4、ICE2QS03G芯片：将ICE2QS03G芯片接入电路中，根据数据手册提供的引脚连接图和工作原理进行接线。
准谐振开关电源的设计
准谐振开关电源的设计1.引言准谐振开关电源是一种采用谐振电路来驱动开关管的电源设计。
通过控制开关管的导通时间和关断时间，实现谐振振荡，从而提供稳定的输出电压。
准谐振开关电源具有高效率、高稳定性、小体积等优点，在各种应用中得到广泛应用。
2.设计原理3.主要电路设计a.输入滤波电路输入滤波电路主要用于抑制电源噪声和滤波杂波，确保输入电源的稳定性。
一般采用电容器和电感器的组合来实现。
b.整流电路整流电路用于将交流电源转换为脉冲直流电压。
常用的整流电路包括单相全波整流电路和三相桥式整流电路。
c.谐振电路谐振电路是准谐振开关电源的核心部分，通过合理的选择谐振频率和谐振元件的参数来实现输出电压的稳定调节。
谐振电路常采用LC谐振电路，谐振元件主要由电感器和电容器组成。
d.输出滤波电路输出滤波电路主要用于去除输出电压中的纹波和杂波，确保输出电压的稳定性。
一般采用电容器和电感器的组合来实现。
4.设计要点a.合理选择谐振频率和谐振元件的参数，确保谐振电路的稳定性和输出电压的精度。
b.控制开关管的导通时间和关断时间，确保开关管工作在合适的状态，减小功耗和热损耗。
c.使用高效率的开关管和电源管理芯片，提高整体电源的转换效率。
d.使用合适的散热装置和温度感知器，确保电源的散热性能和稳定性。
e.遵循安全设计原则，采取必要的保护措施，确保电源的可靠性和使用者的安全。
5.结论准谐振开关电源是一种高效、稳定的电源设计，能够提供稳定的直流电压输出。
设计时需要合理选择谐振频率和谐振元件的参数，并控制开关管的导通时间和关断时间。
此外，合理选择开关管和电源管理芯片，使用合适的散热装置和温度感知器，严格遵循安全设计原则也是必要的。
准谐振开关电源的设计需要综合考虑电路原理、元器件选择、热设计和安全设计等因素，才能获得稳定、可靠的电源设计。
一种高可靠性准谐振反激式开关电源的设计
一种高可靠性准谐振反激式开关电源的设计摘要：介绍了一种高可靠性准谐振反激式开关电源。
分析了准谐振反激式开关电源和电源冗余的工作原理及实现方式。
通过实验分析，验证了理论分析的准确性，提高了电源可靠性。
证明该电源降低了开关损耗，具有较高的电源效率；表明了两路冗余电源具有较好的均流效果。
关键词：准谐振；冗余；反激；开关电源随着社会对能源效率和环保问题的关注度日益提高，人们对开关电源的效率期望越来越高，而减少开关损耗是提高效率的重要途径之一。
采用准谐振技术控制开关管，使其在开关管两端电压最小时开通，可以很大程度地减少开关损耗，相比传统的反激式开关电源，最多可以提高5％以上效率；同时开通过程中因开关管承受的电压较低，产生的dv／dt 也小，于是产生较小的EMI，有效的解决电磁干扰等问题。
另一方面，开关电源现已广泛应用于铁路的通信网络等系统中。
电源除了要连续运行外，还要经受高低温、高湿、冲击等考验。
这就要求电源设备必须有很高的可靠性。
采用冗余结构是一种有效提高电源可靠性的方法。
本论文通过采用准谐振控制芯片和两路冗余热备份结构，设计出一种高可靠性的准谐振反激式开关电源。
1 准谐振反激式开关电源的原理及实现方式(1)准谐振反激式开关电源原理分析准谐振反激式开关电源基本原理和等效原理图如图1、2 所示。
其中Lm 为原边励磁电感，Lk 为原边漏感。
电容Cd 包括主开关管Q 的输出电容Coss，变压器的匝间电容以及电路中的其他一些杂散电容。
Rp 为初级绕组的寄生电阻，包括变压器原边绕组的电阻，铜线的高频趋肤效应、磁材料的损耗以及辐射效应的等效电阻。
准谐振反激式开关电源工作在DCM 或CRCM 状态，副边二极管电流下降到零之后，电容Cd，原边电感Lp=Lm+Lk 以及电阻Rp 构成一个RLC 谐振电。
基于TEA1751的反激式准谐振开关电源的设计
基于TEA1751的反激式准谐振开关电源的设计摘要：准谐振是一种能够实现零电压开通，减少开关损耗，降低EMI噪声的变换方式。
该文介绍了准谐振变换的工作原理，设计并实现了一种采用芯片TEA1751为控制电路的准谐振反激式开关电源。
与传统的反激式硬开关变换器相比，减少了开关管的开关损耗，提高了开关电源的效率。
关键词：开关电源；准谐振变换；零电压开关中图分类号：文献标识码：文章编号：0 引言随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于电子设备，是当今电子信息产业不可缺少的一种电源方式[1]。
由于开关电源频率的提高，开关电源苦工作在硬开关状态，开关管开通时，开关管的电流上升和电压下降同时进行。
关断时，电压上升和电流下降也同时进行。
电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高而急剧增加。
为了提高电源的效率，就必须减少开关管的开关损耗。
也就是要求开关电源工作在软开关状态。
软开关技术实际上就是利用电容与电感的谐振，以使开关管上的电压或通过开关管的电流按正弦或者准正弦规律变化，在减少开关损耗的同时也可控制浪涌的发生。
在软开关技术中，有全谐振、准谐振、多谐振等变换方式[3]。
本文引入准谐振变换方式来提高开关电源的效率。
1 反激式准谐振变换基本工作原理图1反激式准谐振开关电源的原理图图1所示为反激式准谐振开关电源的原理图，其中：RP 包括变压器初级绕组的电阻以及线路电阻，T为开关变压器，Lm 为初级励磁电感量，Llk为初级绕组漏感量，VT为MOS开关管，VD为整流二极管，Co为滤波电容，电容Cr 为缓冲电容，也是谐振电容，包括开关管VT 的输出电容COSS ，变压器的层间电容以及电路中的其他一些杂散电容。
图2反激式准谐振开关电源的工作波形准谐振变换的工作波形如图 2 所示，在准谐振变换中，每个周期可分为4个不同的时间段，各时间段分析如下：（1）t0～t1 时段开关管导通，输入电压全部加到初级电感（包括励磁电感Lm和漏感Llk）上，电感电流以斜率线性增大。
反激式开关电源准谐振变换的实现
反激式开关电源准谐振变换的实现
准谐振变换的基本原理是通过控制开关管的导通和截止，使得电感和
电容在谐振频率上发生能量交换，从而实现对输入电源的变换。
其工作周
期分为两个状态，分别是开关导通状态和开关截止状态。
在开关导通状态下，开关管导通，输入电源的电流通过开关管和电感
流入负载。
此时，谐振电容的电压为零。
当电流达到峰值时，开关管截止。
在开关截止状态下，开关管截止，负载和电感之间形成了一条环路。
电感和谐振电容开始发生交换能量，将负载能量储存到电感中，谐振电容
的电压开始增加。
为了实现准谐振变换，需要考虑谐振频率的选择和谐振网络的设计。
谐振频率的选择取决于输入电压和输出电压的比例关系。
谐振网络的设计
主要包括谐振电感、谐振电容和开关管的选择。
在实际应用中，准谐振变换可以实现高效率、小体积的电源变换。
与
传统的开关电源相比，准谐振变换具有以下特点：
1.高效率：准谐振变换可以实现高达95%以上的转换效率，减少能量
损耗，提高能源利用率。
2.小体积：准谐振变换可以采用高频开关管，减小变压器和谐振元件
的尺寸，使整个电路体积更小。
3.稳定性好：准谐振变换通过控制开关管的导通和截止，使得能量交
换在谐振频率上发生，输出电压较为稳定。
4.输入电流波形好:准谐振变换在输入电流波形上具有较低的峰值和
谐振频率，减小了对输入电源的干扰。
总之，反激式开关电源准谐振变换通过谐振网络的设计和控制实现对输入电源的变换，具有高效率、小体积和稳定性好的特点。
它在电源变换领域有着广泛的应用前景。
一种基于准谐振技术的反激电源设计
电源与节能技术R 2023年5月25日第40卷第10期· 93 ·Telecom Power TechnologyMay 25, 2023, Vol.40 No.10申宏伟，等一种基于准谐振技术的反激电源设计AUXCSV 700 VNCP1380D CS Ct DRVFault FB Gnd VCC ZCD U R 6MΩOptocouler_CBU R 10 kΩQ ndf06n60zR 1kΩR 820 mΩVCC R 10 mΩR 22 ΩCSR 12ΩR 1 kΩR 49.9 kΩP1P2TX2S TL431_CBU R 3 kΩR 80ΩR 250 mΩVFaultR 510 ΩR 10Q PN2907A R 10mΩR2130mΩDRV R 200 mΩR 20 kΩVINR 6MΩR 1kΩR 600 kΩR 22ΩR 10.7 kΩVFBC131.36mF IC=0L 3.5mΩ IC=0C 100 pFC 1nFIC=0L 30 μF IC=0I outVOUT VOUTC 220 pF C 20pF IC=0C 47μF IC=0 +C 100 pF IC=0D1N4937VdrainD BZX7920V/PSD DN4148VFBZCD+C 47nF IC=0C 10nF IC=0C 4.7 μF IC=16.95D DN4148D MBR20200CTP+C 1nF IC=0+C 1.4mF IC=0D MUR160RLL 2.2 μF IC=0CSVINDRVVINVCC VINDRV VFB AUXVCC ZCD D DN4148图4 基于准谐振技术的反激电源仿真模型时间/ms5μs/格38.88038.88538.89038.89538.90038.90538.910Y2-0.200.20.40.60.81.0U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.81.0 1.0时间/ms5μs/格44.73544.74044.74544.75044.75544.76044.765Y2100200300400500600700800900U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.8（a ）15 W ，第4谷底触发（b ）30 W ，第3谷底触发时间/ms5μs/格46.27546.28046.28546.29046.29546.300Y2100200300400500600700800900U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.81.0时间/ms2μs/格47.02047.02247.02447.02647.02847.03047.03247.03447.03647.03847.040Y2100200300400500600700800900U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.81.0（c ）45 W ，第2谷底触发（d ）60 W ，第1谷底触发图5 不同负载条件下U ds 的仿真波形4 实验验证基于准谐振技术的反激电源样机实物照片如图6所示。
反激式准谐振电源设计开题报告
反激式准谐振电源设计开题报告
=========大学
毕业设计(论文)
开题报告
题目反激式准谐振电源设计
院、系(部)
专业及班级_________ 姓名_____________ _________________ 指导教师 ___________ ___________________ 日期 _________
========大学毕业设计(论文)开题报告
二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程
1.主要研究内容和思路：
本设计选用OB2201芯片采用反激式准谐振AC-DC拓扑结构，并最终实现24W的电源设计。
开关电源结构：选用既可以消除开关损耗又可调过功率补偿的反激式准谐振拓扑结构，所用芯片为OB2201.
（1）OB2201内部结构图：
OB2201是离线式准谐振PWM控制芯片，通过准谐振工作模式，系统的开关损耗和EMI大大降低，该芯片能够为系统提供超过90%的满载转换效率，完善的保护功能可以大大提高系统的可靠性，并具有可编程的软启动功能，OVP高精度输出，芯片内置过热保护等优点。
准谐振软开关技术是一种高效的反激变换器(QR)控制器的优化,能够实现高效的普遍输入范围和完整的加载范围和有效的制度成本。
（2）两路输出开关电源结构（OB2201应用图）介绍：
a．整流电路：四个二极管对AC输入进行整流
b．滤波电路：大容量电容C对整流输出进行滤波
c．反激式模块电路：它的变压器初级的同名端和次级的同名端是相反的，只有一个变压器输出端没有蓄能电感，只有一个功率二极管。
d .外围保护电路：包括 MOS开关管、LC串并联电路、发光/限流二极管、NTC热敏电阻、。
准谐振开关电源设计
控制IC的选择
准谐振控制IC可以选NCP1207 或者ICE1QS01/2 价格：NCP1207略贵于UC2842
2.1、DC/DC准谐振变换器
72V蓄电池电压等级 输出12V/12.5A
电路结构
准谐振反激式 控制芯片：NCP1207 输出整流采用智能同步整流器，用分立元件 控制
消除开通损耗的方法
除此以外，开关管的漏-源极之间的寄生电容器以及 线路中的寄生电容，在开关管开通时也会造成损 耗。 如何采用最简化的电路获得最好的效果？ 基本方法：在开关管漏-源极电压为零时开通—零电 压开通，这在反激式电路拓扑中比较难以实现。如 何采用最简单的电路实现？ 基本思路：在开关管漏-源极电压为极小值时开通开 关管，这时电容器上的电压最低、储能最低！
Ein 1 T 4 2 Q 1 3 C 2 3
开关管的开通损耗的减小或消除
开关管的漏-源极并接电容 器可以有效的减小开关管的 关断损耗，但是电容器上的 电压复位还像常规技术那样 用RCD方式，开关管的关断 损耗的减小就会被RCD电路 的复位损耗所抵消，甚至 RCD复位损耗明显大于开关 管的关断损耗。 因此要寻求一种电容器电压 的无损耗复位方式。
Ein 1 T 4
2 2 R D
3
Q 1 3 C
开关管的开通损耗的减小或消除2
要使得电容器电压复位并且 无损耗，需要采用LC复位 方式，如无源无损耗缓冲电 路可以消除电容器复位损 耗。 实际上，无源无损耗缓冲电 路也存在着一定的损耗，如 复位电感的损耗，二极管的 损耗，大概消耗掉整机效率 的2~3%甚至更高； 如果这些损耗“消除”，那么 反激式开关电源的效率会有 进一步的提高。
谷底开通的波形
重负载时开关管在第一个 漏-源电压的极小值处开通 负载减轻后开关管在第二个 漏-源电压极小值处开通
反激式准谐振开关电源.docx
摘要
随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的丁作、生活的关系FI益密切， 而电子设备都离不开可靠的电源。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、待殊用 途设备、仪器仪表、半导体制冷制热等领域。
冃前，开关电源以小型、轻虽利高效率的特点被广泛应用于电子设备，是曲今电 子倍息产业不可缺少的一种电源方式。丨1前由于开关电源频率的提高，需耍减少开关 损耗。谐振电路，以使开关上的电斥或通过开关的电流呈止弦波，在减少开关损耗的 同时也可控制浪涌的发生，这种方式的开关电源称为谐振式开关电源。
近年来.为了实现更高的效率和更小的体积.开关电源的T.作频率有了很大的提高。 高丁•作频率能够减小外閘电感和电容的大小，从而减少系统的体积。而且由于集成电路器 件本身的发展，已经有能力提供丁作复杂的高频控制集成电路芯片。
然而，随着工作频率的不断上升，由于高频造成的开关损耗逐渐成为了一个严重的问 题。尤其是如果T•作频率不变，开关损耗不变，随看负载的不断减轻，系统的效率会随之 下降。因此，为了保持电源的效率，新一代的开关电源芯片在丁•作频率上不能再一味追求 高的「•作频率，而需要仔细分析和处理开关损耗问题。在轻载时，通过降低丁.作频率以减 少开关损耗，希望能保持高效率。因此，在不同负载下采用不同的T•作频率以提高效率的 一个趋势。
准谐振开关电源使开关电源的可靠性、纹波干扰等问题得到很大改善，材料成本 不增加而体积、重量却可以大大减少。除此之外，谐振式开关电源电路还可以克服PWM方式対负载的瞬态响应较差和易辐射等缺点，利用高频驱动的作用，降低损耗， 提高效率，减少噪声。其中，部分谐振方式，将会成为主流技术。部分谐振转换电路 技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存 在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的丁作，以使得该项技术得以实用化。
准谐振反激式电源设计之探讨
准谐振反激式电源设计之探讨
准谐振反激式电源基于开关电源的工作原理，通过变换器来将输入电
压转换为所需的输出电压。
与传统的开关电源相比，准谐振反激式电源采
用了谐振技术，能够使开关管的开关损耗降低并提高转换效率。
同时，准
谐振反激式电源在输出电压波形方面更接近理想正弦波，减小了输出电压
的谐波含量。
在准谐振反激式电源的设计中，选择关键元件是非常重要的。
首先是
选取合适的开关管，一般采用功率MOSFET管。
这些MOSFET管具有较低的
导通压降和开通失真，能够提高电源的效率和稳定性。
其次是选取合适的
谐振电感和谐振电容，这些元件的选取需要考虑到工作频率、输出功率和
电源的效率等因素。
除了关键元件的选择，准谐振反激式电源的设计流程也是十分重要的。
设计流程一般包括以下几个步骤：确定输出电压和输出功率的要求，计算
开关管和谐振元件的参数，进行电路拓扑结构的选择，进行电路仿真和优化，最后进行实际电路的搭建和测试。
在进行电路仿真和优化时，可以使用一些专业的电路仿真软件，如PSPICE或SIMPLIS等。
通过仿真可以得到电路的工作性能参数，对电路
进行优化和调整。
在电路搭建和测试时，可以使用示波器、电压表等仪器
来检测电路的工作情况和性能。
总之，准谐振反激式电源是一种非常重要的开关电源模式。
在设计准
谐振反激式电源时，需要选择合适的关键元件，并进行电路仿真和优化。
只有经过严谨的设计流程和实际验证，才能得到高效、稳定的电源系统。
基于TEA1751的反激式准谐振开关电源的设计
基于TEA1751的反激式准谐振开关电源的设计摘要：准谐振是一种能够实现零电压开通，减少开关损耗，降低EMI噪声的变换方式。
该文介绍了准谐振变换的工作原理，设计并实现了一种采用芯片TEA1751为控制电路的准谐振反激式开关电源。
与传统的反激式硬开关变换器相比，减少了开关管的开关损耗，提高了开关电源的效率。
关键词：开关电源；准谐振变换；零电压开关中图分类号：文献标识码：文章编号：0 引言随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于电子设备，是当今电子信息产业不可缺少的一种电源方式[1]。
由于开关电源频率的提高，开关电源苦工作在硬开关状态，开关管开通时，开关管的电流上升和电压下降同时进行。
关断时，电压上升和电流下降也同时进行。
电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高而急剧增加。
为了提高电源的效率，就必须减少开关管的开关损耗。
也就是要求开关电源工作在软开关状态。
软开关技术实际上就是利用电容与电感的谐振，以使开关管上的电压或通过开关管的电流按正弦或者准正弦规律变化，在减少开关损耗的同时也可控制浪涌的发生。
在软开关技术中，有全谐振、准谐振、多谐振等变换方式[3]。
本文引入准谐振变换方式来提高开关电源的效率。
1 反激式准谐振变换基本工作原理图1反激式准谐振开关电源的原理图图1所示为反激式准谐振开关电源的原理图，其中：RP 包括变压器初级绕组的电阻以及线路电阻，T为开关变压器，Lm 为初级励磁电感量，Llk为初级绕组漏感量，VT为MOS开关管，VD为整流二极管，Co为滤波电容，电容Cr 为缓冲电容，也是谐振电容，包括开关管VT 的输出电容COSS ，变压器的层间电容以及电路中的其他一些杂散电容。
图2反激式准谐振开关电源的工作波形准谐振变换的工作波形如图 2 所示，在准谐振变换中，每个周期可分为4个不同的时间段，各时间段分析如下：（1）t0～t1 时段开关管导通，输入电压全部加到初级电感（包括励磁电感Lm和漏感Llk）上，电感电流以斜率线性增大。
准谐振式反激式开关电源IRIS4015原理及设计要点
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图 １ Ｉ ０５ Ｉ Ｒ １ 内部原理框图 Ｓ４ ＩＩ ０５可以 ＲＳ １ ４ 工作在准谐振模式下，该模式下频率可变， 在轻载和高电 源电 压下达最大。 ＲＳ０５ ＩＩ １ ４ 具有各种保护电 路如： 温度补偿的 逐个脉冲过电 流保护（ Ｃ ）过电 Ｏ Ｐ 压锁定保护（ Ｖ ）热关闭电 Ｔ Ｄ ； 、 Ｏ Ｐ、 路（Ｓ ） 启动电流最大不超过 １０Ａ 有源低通滤波器可使轻载时稳定 ０ｕ ， 度提高；内 置温度补偿基准电 压； 具有可调 门驱动；并且可以 通过外部元件调整开关速度用于Ｅ Ｉ Ｍ 控制。 ２１ Ｉ４１工作原理如下： ． ＲＳ０５ Ｉ ＩＩ ０５ 启动Ｚ作方式 Ｕ ３４ 相似， ＲＳ １ 的 ４ Ｃ ８２ 不再赘述。 注意： 启动电 ｓ 阻Ｒ 和启动电 Ｃ 的 容 Ｚ 取值范围如
下：
Ｃ ； ｕ １０ Ｆ ： ２ Ｆ一 ０ ｕ ２
－７ ３ ５－
一 一 一 遗． ＆ － 经＊ Ａ 一 一 一 ｘｌ 艺 Ａｆ － ｋｔ ｉ 竺 ｝
Ｒ ： 。 一 ６Ｋ （ ｓ ４Ｋ ７ ８ Ｉ 输入电 １ 伏） Ｚ 压 １ ０
８Ｋ。 一 ５Ｋ 输入电压 ２０ １０ Ｓ （ ２ ２ ２ 伏）
ＯＮ ｉｔ Ｃａ ｔ ｌ Ｗ ｄｈ ｎｒ ａ
图４ 次级电压控制对脉冲宽度的影响 ２３ 准谐振工作方式的分析 ． 准谐振方式是在 Ｖ Ｓ Ｄ最小情况下的清 况下，由 初级线圈电 感和一个缓冲电容器提供一个控制 Ｍ ＳＥ Ｏ Ｆ Ｔ开 通 的谐振信号，以降低开关损耗。在这种工作模式下的Ｏ Ｐ Ｂ将高于Ｖ （） ４Ｖ 最大６ ） Ｃ／ Ｆ ｔ ２ ＝． ｈ １５ Ｖ ，当 这个电 压维持在Ｖ （）以上时， Ｏ Ｆ Ｔ ｍ １ Ｍ ＳＥ 保持关断状态 （ 注意： 准谐振信号最小持续时ｆ ｕ） 此， ７Ｉ 。因 ｓ 准谐振模式下的谐振频率的一半周期用来使Ｍ ＳＥ Ｏ ＦＴ导通。漏极和源极之间的 谐振电容Ｃ 与变压器初级 ３ 电 感形成谐振电路， 在控制绕组Ｄ与 Ｏ Ｐ Ｂ端加一个由Ｃ， Ｃ／ Ｆ ３ 马、 ， Ｒ 组成的 延迟电 路产生准谐振信号， 在Ｍ ＳＥ 截止时控制比较器２ Ｏ ＦＴ 并触发准谐振方式。
基于UCC28610的QR反激准谐振开关电源设计1
基于UCC28610的QR反激准谐振开关电源设计1
接下来，我们开始设计电源。
首先确定输入电压范围和输出电压需求。
假设输入电压范围为85V-265V，输出电压为12V。
然后，根据输出功率需
求确定输出电流。
假设输出功率为20W，输出电流为1.67A。
Lmin = (VIN x D^2) / (2 x f x IOUT)
其中，VIN为输入电压范围的最小值，D为输出电压的占空比，f为
开关频率，IOUT为输出电流。
在本设计中，取最小输入电压为85V，输出电压占空比取80%，开关
频率为100kHz，输出电流为1.67A，则可以计算出电感的最小值。
接下来，我们需要选择合适的开关管和二极管。
根据输出功率计算二
极管的平均电流值，然后根据最大反向电压和电流波形选择合适的二极管。
可以选择一个反向电压大于输出电压的二极管，并具有较小的开启压降和
快速恢复特性。
最后，我们需要根据设计需求选择合适的电容来满足输出电压的纹波
要求。
Cmin = (2 x VOUT x (1-D)) / (f x ΔV)
其中，VOUT为输出电压，D为输出电压的占空比，f为开关频率，
ΔV为输出纹波电压。
在本设计中，我们可以选择一个电容的最小值。
准谐振反激式开关电源设计
准谐振反激式开关电源设计作者：李惺靳丽钱跃国李向锋来源：《现代电子技术》2013年第21期摘要：设计了一种基于UCC28600控制器的准谐振反激式开关电源电路，分析了准谐振反激式开关电源的工作原理及实现方式，给出了电路及参数设计和选择过程，以及实际工作开关波形。
实验证明，准谐振反激式开关电源具有输入电压范围宽、转换效率高、低EMI、工作稳定可靠的特点。
准谐振技术降低了MOSFET的开关损耗，提高产品可靠性。
此外，更软的开关改善了电源的EMI特性，允许设计人员减少滤波器的数目，降低了产品成本。
关键词：准谐振；反激； CRM； DCM； FFM； UCC28600中图分类号： TN710⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）21⁃0148⁃04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150 mW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Np：Ns的耦合流向输出负载，逐渐减小；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2π[LC]。
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。
准谐振反激式电源设计
准谐振反激式电源设计
低成本和高可靠性是离线电源设计中两个最重要的目标。
准谐振(Quasi resonant) 设计为设计人员提供了可行的方法，以实现这两个目标。
准谐振技术降低了MOSFET的开关损耗，从而提高可靠性。
此外，更软的开关改善了电源的EMI特性，允许设计人员减少使用滤波器的数目，因而降低成本。
本文将描述准谐振架构背后的理论及其实施，并说明这类反激式电源的使用价值。
基本知识
准(quasi)是指有点或部分的意思。
在实现准谐振的设计中，现有的L-C 储能电路正战略性地用于PWM电源中。
结果是L-C 储能电路的谐振效应能够软化开关器件的转换。
这种更软的转换将降低开关损耗及与硬开关转换器相关的EMI。
由于谐振电路仅在相当于其它传统方波转换器的开关转换瞬间才起作用，故而有准谐振之名。
谐振式开关电源电路图大全（准谐振反激式电源滤波器开关电源）
谐振式开关电源电路图大全（准谐振反激式电源滤波器开关电源）谐振式开关电源电路图（一）谐振式开关电源电路图（二）准谐振反激式开关电源原理分析准谐振反激式开关电源基本原理和等效原理图如图1、2所示。
其中Lm为原边励磁电感，Lk为原边漏感。
电容Cd包括主开关管Q的输出电容Coss，变压器的匝间电容以及电路中的其他一些杂散电容。
Rp为初级绕组的寄生电阻，包括变压器原边绕组的电阻，铜线的高频趋肤效应、磁材料的损耗以及辐射效应的等效电阻。
准谐振反激式开关电源工作在DCM或CRCM状态，副边二极管电流下降到零之后，电容Cd，原边电感Lp=Lm+Lk以及电阻Rp构成一个RLC谐振电路，主开关管Q两端电压Vds将产生振荡。
传统的反激式开关电源主开关管可能Vds振荡波形任一点处开通，视负载情况而定。
而准谐振反激式开关电源，不管负载情况如何，总是在当检测到Vds波形振荡到谷底时，控制器控制主开关管Q开通，降低主开关管Q的开通损耗，同时使得输出电容Cd上的能量损耗达到最小，波形图如图3所示。
图3准谐振模式的实现准谐振模式实现的具体电路如图4、5所示，辅助绕组电压检测信号与控制芯片的7脚相连。
在开关关断期间，如果检测7脚电压偏低及处于振荡的波谷时，通过芯片内部三个比较器，使得芯片内部的QR_DONE信号由0变为1，从而影响芯片内部的振荡器，开启下一周期。
谐振式开关电源电路图（三）准谐振电路分为零电压和零电流模式，理论上也有很多方法能实现准谐振变换，但是由于涉及到比较高的电压，很多方法并不适用于无输入变压器的所谓离线开关电源。
离开实际的电路很难讨论准谐振的原理，我们首先分析一下常见的反激式开关电源工作过程，然后探讨在反激式开关电源中引入零电压ZVC准谐振的方法。
如图2所示为反激式开关电源的基本电路原理图。
VT为开关管，T为高频变压器，D1为整流管，Vin为输入的直流电压，经初级绕组LP加到开关管的漏极（集电极），假定负载二极管为理想的开关。
基于UCC28600的准谐振反激式开关电源设计
基于UCC28600的准谐振反激式开关电源设计
本文提出了一种基于UCC28600控制器的准谐振反激式开关电源的设计方案，该方案分析了准谐振反激式开关电源的工作原理及实现方式，给出了电路及参数设计和选择过程，以及实际工作开关波形。
实验证明，该方案中所设计的准谐振反激式开关电源具有输入电压范围宽、转换效率高、低EMI、工作稳定可靠的特点。
准谐振技术降低了MOSFET的开关损耗，提高产品可靠性。
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150 mW 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。
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。
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反激准谐振的开关电源设计基于UCC28610电源网论坛老梁头反激式开关电源工作原理当开关K 导通时�由于变压器同名端�次级二极管反向截止�变压器初级电感储存能量�当开关K 关断�次级二极管正向导通�变压器初级储存的能量释放�给电容C 充电和向负载提供能量�图一 反激开关电源原理图反激式开关电源的DCM 工作模式图二 DCM模式VDS 电压波形图三 DCM模式电流波形DCM模式也叫完全能量转换模式，也就是常说的非连续模式，就是指磁芯中的能量完全释放（图三中Ip波形），次级整流二极管过零之后（图三中Is波形），初级开关管导通。
此模式的优点是次级整流管没有反向恢复问题，环路容易稳定。
但由于其磁芯能量完全释放，所以初级的电感电流降为零，此时导通的峰值电流比较大，电流有效值比较大，铜损和MOS的导通损耗比较大。
还有一个缺点由图可见当绕组中的能量完全释放完毕后，在开关管的漏极出现正弦波震荡电压，此震荡是由于MOS的结电容和原边电感引起的。
而对于传统的反激式变换器，其工作频率是固定的，因此开关管再次开通，有可能出现在震荡电压的任何位置（包括顶峰和谷底），为开关管带来开通损耗！反激式开关电源的CCM工作模式图四 CCM模式VDS电压波形图五 CCM模式的电流波形CCM模式也叫不完全能量转换模式，也就是常说的连续模式，就是指磁芯中的能量没有完全释放（图五中Ip波形），次级整流二极管没有完全过零的时候（图五中Is波形），初级的开关管导通。
此模式优点是磁芯能量没有完全释放，所以初级电感电流没有降为零，同等功率下此时的峰值电流有效值要比DCM小，所以铜损和MOS的导通损耗要比DCM小；但由于其次级整流管电流没有降到零，所以会有一个整流管反向回复时间带来的损耗。
另外CCM的负载在空载到满载变化时，会经历DCM → CRM → CCM三个阶段，当从DCM到CCM过渡时，传递函数会发生变化，容易震荡；当占空比比较大时容易产生次谐波震荡，往往需要加斜率补偿。
所以CCM的反馈设计要显得复杂点。
此模式的开通损耗更为严重，由图四可知MOS管都是在最高电压时开通。
反激式开关电源的QR 工作模式图六 QR模式VDS电压波形（重载）图七 QR模式VDS波形（轻载）QR模式也叫反激准谐振模式，其实是DCM的一种，是指当磁芯能量完全完全释放完毕后，变压器的初级电感和MOS的结电容进行谐振，MOS结电容放电到最低值时，初级的开关管导通。
此模式是集DCM的优点及大部分缺点于一起，只是把其中的一项缺点做了优化从而变成了优点。
就是加了谷底检测功能，改善MOS的开通损耗，从而改善效率。
图六和图七是一个QR的波形，从波形中看出开关管每次都是在振荡电压的谷底导通。
就可以实现零电压导通（或是低电压导通），这必将减少开关损耗，降低EMI噪声。
那么怎么实现的谷底导通呢，这个只需要磁通复位检测功能（通常是用辅助绕组来实现），然后通过IC的一系列动作保证每次在振荡电压到达最低点时打开开关管。
以上好处带来的后果是频率是变化的，从而影响了其它参数的确定。
下边我们将具体的介绍QR 反激变换器的设计方法。
6确定QR 的主要参数�输入电压范围：最低输入电压Vacmin ，最高输入电压Vacmax ； 一般为低输入85～135VAC ，高输入176 ～265VAC ，全电压输入85 ～ 265VAC ；�输入频率：fac输入交流频率，50Hz 或60Hz ；�输出电压：Vout ；�输出电流：Iout ；�整机效率： η一般取80%；�最低开关频率：fsw对于反激准谐振这个频率是变化，在设计时应该以最低输入电压，最大输入功率时的最小频率来确定其它参数。
一般从两个方面来考虑，一方面为了减小变压器体积，得适当加大频率；另一方面为了降低开关损耗和EMI ，还得适当减小频率；一般折中考虑后通常会取25KHz ～100KHz ；�最大输入功率：PinPin =（Vout × Iout ） ÷ η确定直流输入电压图八整流桥整流后的波形图九电容充电占空比波形50Hz交流电压经过全波整流后变成脉动的直流电压，再通过输入滤波电容得到直流高压。
在理想情况下，整流桥的导通范围应为0°～180 °，但由于滤波电容的作用，仅在接近交流峰值电压处的很短时间内，才有电流经过整流桥对C充电，导通范围约为30°～90 °。
这里引入一个符号Dch为电容充电占空比。
Dch ≈0.33。
那么最低直流输入电压Vbusmin =最高直流输入电压Vbusmax = Vacmax式中CBUS为输入电容容量facCBUSDchPinVac×−×−)1(min222母线电解电容CBUS选择方法AC输入电压（V）CBUS选择（uF/W)低电压（85～135）2高压电（176～265）1全电压（85～265）2～3确定反射电压图十 VDS波形解析设计QR时，为了在尽可能大的范围内实现零电压导通，反射电压VRO尽量取得大一些。
由图十可以看出VDS=Vbusmax+Vclamp+杂散电感的影响电压+开关管的电压余量式中 VDS为MOS管的额定电压Vbusmax为最大直流输入电压Vclamp为电容的吸收电路的嵌位电压，当Vclamp=1.4 VRO时，吸收电路损耗最小杂散电感的影响电压一般取10～20V为了保证开关管的安全，开关管的电压余量一般取10% ～ 20%的VDS把上式整理得VRO=[(80% ～ 90%)VDS-Vbusmax-(10 ～ 20)] ÷1.4确定最大导通时间图十一 一个完整的开关周期由上图可见一个完整的周T=TON+TOFF+TW其中TON 为MOS 导通时间，TOFF 为变压 器去磁时间，TW 为震荡时间；那么根据伏秒法则Vbusmin ×TON=VRO ×TOFF ，TOFF=T －TON －TW 将两式化简得 TON=[VRO ×（T-TW ）] ÷(Vbusmin ＋VRO)式中 T 为最小开关周期;Vbusmin 为最低直流输入电压;VRO 为反射电压。
里边只有一个未知量就是TW ，这个值的公式为TW= LP 为变压器原边电感量;CP 为MOS 管漏极电容 （可以通过查MOS 管的datasheet 得出）但这里原边电感量没有求出来，所以我们一般取TW 为整个最小开关周期的的5%;把上边的TON 公式整理得TON=[VRO ×（0.95 × T ）] ÷(Vbusmin ＋VRO)CP LP ×π确定初级电感量�由上节得出TON的值，那么Dmax=TON÷T�初级峰值电流Ippk=（Pin ×2）÷（Dmax ×Vbusmin）式中Ippk为初级峰值电流；单位APin为输入最大功率；单位WDmax为最大占空比；Vbusmin为最低直流输入电压。
单位V�初级电感量LP= (Vbusmin ×TON) ÷Ippk确定合适的变压器�我们用AP 法来确定变合适压器的变压器AP=Ae × Aw= 式中LP 为初级的电感量 单位为H Ippk 为初级峰值电流 单位A△ B 为磁感应强度变化量 一般情况下△ B 取值小于0.3450为电流密度 单位A/平方厘米Ko 窗口利用率一般取0.2-0.4，具体要看绕线的结构。
AP 的单位是平方厘米计算出来AP 我们可以找到合适的磁芯，然后可以找到磁芯的横截面积Ae143.14245010⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛××∆××KO B Ippk LP确定变压器初次级的匝数�上边我们通过AP法找出合适的磁芯，得到磁芯的横截面积Ae �初级的匝数NP=（LP ×Ippk ） ÷（△B ×Ae）式中LP为初级电感量; 单位uHIppk为初级峰值电流; 单位A△B 为磁感应强度变化量; 单位TAe磁芯的横截面积.单位mm2�次级的匝数NS=（Vout+Vf）×NP ÷VRO式中Vout为输出电压;单位VVf为整流管管压降，一般取0.5 ～1V;单位V VRO为反射电压. 单位V确定变压器的气隙�上边得出原边匝数NP ，原边电感量 LP ，磁芯的横截面积Ae 那么就可以得出变压器的气隙长度 lg=式中Lg 为气隙长度；单位mμo 为真空磁导率，为4∏×107；单位H/mNP 为原边的匝数；Ae 为磁芯的横截面积；单位m 2 LP 为原边的电感量；单位HLP Ae NP o ××2µ确定初次级线圈线径�上边已经确定了初级的峰值电流Ippk�初级电流有效值Iprms=�初级绕组线径Dp=�次级峰值电流Ispk=（2 ×Iout ） ÷Doff �次级电流有效值Isrms=�次级绕组线径Ds=�以上公式中Dmax 最最低输入电压时的最大占空比TOFF 为变压器去磁时间 TOFF=T －TON －TW Doff= TOFF/TJ 为电流密度，一般取4-6A/mm 2。
在次级圈数比较小的情况下，可以取到10A/mm 2。
再变压器窗口富裕的情况尽量取小点，可以有效降低铜损。
3max D Ippk ×J Iprms ×13.13Doff Ispk ×J Isrms×13.1确定次级整流二极管�输出二极管的反向耐压Vdrev=Vbusmax×N+Vout考虑到尖峰的影响，一般选取整流二极管的反向耐压为1.25倍的Vdrev，因此二极管的Vrrm=1.25×（Vbusmax×N+Vout）式中N为次级与初级的匝比 NS/NP�上边已经算出次级的电流有效值Isrms，考虑到降额使用，一般选取输出二极管的正向电流为2～3倍的Isrms，因此二极管的最小正向电流IF= （2～3） × Isrms确定输出电容�电容耐压的选择，一般选Vcout=1.25 ×Vout�电容容量的选择，确定输出电压纹波，一般为输出电压的1%，即△V=1%Vout ；Cout=式中 Ispk 为次级峰值电流Iout 为输出电流Doff 变压器去磁占空比fsw 为开关频率计算电容的等效串联电阻（ESR ）ESR=△V÷（Ispk －Iout ） ()fsw Ispk V Doff Iout Ispk ××∆××−22确定RCD吸收参数图十二 RCD原理图图十三 MOS的VDS波形上边已经确定过了钳位电压Vclamp、反射电压VRO、初级峰值电流Ippk。