准谐振模式在反激式转换器中的应用

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开关电源设计-准谐振反激式开关电源的实现

开关电源设计-准谐振反激式开关电源的实现
负载减轻后开关管在第二个漏-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

OB_2203 设计指南

OB_2203 设计指南

功能描述1 SS上拉至以上时,还可以触发芯片闩锁2 FB 系统反馈管脚。

占空比由FB和作时,的电压决定了系统工作在三种模式之一模式, (PFM) 模式,和间歇工作模式3 CS 电流检测管脚。

芯片地4 GND外部功率栅极驱动管脚。

5 GATE芯片电源管脚。

6 VCCPFC OB2203内部集成了一个开关,该开关连7 PFCVCC(VCC)OB2203会切断级,系统效率和可靠性因此得到增加。

8 DEM 检测管脚。

通过对辅助绕组电压进行谷底1. OB2203准谐振(QR)控制示意图更高的效率按照上述的准谐振系统的工作原理可知,新的开关周期触发正好在漏极谐振电压的某个谷底开始,系统的开关损耗由此大大降低。

多模式工作示意图时,系统工作在准谐振模式,工作频率与线输入电压和负载有关。

为了避免工OB2203在准谐振模式下引入了130KHzVth2之间时,系统工作在脉冲频率调制模式。

在此模式下功率通时间保持不变,而负载降低引起系统开关频率降低。

时,系统工作在间歇工作模式。

此时负载很低,功率MOSFET大部分时间处于关闭状态,从而降低了系统待机功耗。

如果系统从轻载进入重载工作,会在延时10mS PFC。

OB2203在系统发生任何异常情况(, OTP, OVP PFC以保护系统安全。

可编程软启动软启动功能可以降低系统启动过程中功率MOSFET的电压应力。

OB2203提供了可编程软启soft start)功能。

每次系统重新启动都会经历软启动过程,当VDD电压达到电流从SS脚流出对外接电容进行充电在此过程中流过功率MOSFET的峰值电流从开始逐渐上升,直到SS脚电压达到5所示5. OB2203可编程软启动示意图负载端过压保护检测与波形自适应斜率补偿消除满载时的次谐波振荡将系统在准谐振模式工作时的最低频率钳位在所以在低压满载时,系统可模式,在这种情况下,会自动在电流检测环路中加入斜率补偿从而避免了次谐波振荡(sub harmonic oscillation)内置过功率保护(Over Power Protection)补偿系统中有两个作用:其一是级采用高低压两段式,能补偿两段式带来的功率差别;其二是在启动过程中,应用的系统是先启动由于采用了准谐振的控制架构,系统最大输出功率不仅与初级的峰值电流I PK当系统输出发生短路、过流、过功率或者反馈出现开环状态现象时,系统反馈电压并且会超过一个设定的阈值;当这种现象持续会立即关闭输出,从而保护整个系统,然后芯片系统重新启动,当故障依然存在时系统将重复上述现象。

采用同步整流技术的准谐振反激变换器_钱海

采用同步整流技术的准谐振反激变换器_钱海
(5)开关模态 5 [t4,t5] 当 uCg 下降到 Uth 时,VSR 关断,iVSR 从 VSR 的寄生二极管流过,VD1,VD2 截止, iLg 仍然增加。
(6)开关模态 6 [t5,t6] t5 时刻,uCg=0,iLg 达到最 大值,此后变压器开始磁恢复,Lg 与 Cg 谐振,uCg 反 向上升,iLg 下降,VD1,VD2 仍截止。
(2π·姨LpCd )。
t4 时刻,udsVQ1 到达振荡最低点 Udsmin,由于时间很
采用同步整流技术的准谐振反激变换器
短,e-α(t4-t3)的值近似为 1,此时:
cos2π f r(t4-t3)=-1 Udsmin=Uin-nUo 则延迟时间 tv 为:
(5)
tu=t4-t3=π 姨LpCd
轻载环流,驱动波形无死区,驱动电压不受输入电压
影响,适应于宽范围输入电压条件[6]。图 2 示出了同步
整流管的驱动电路图以及主要工作波形。
(7)开 关 模 态 7 [t6,t7] t6 时 刻 uCg 反 向 上 升 到 -(N2Uo)/N4,uN4=Uo,VD2 导通,uN4 被箝位在 Uo,变 压器的耦合作用使 uCg 保持在-N2Uo/N4,iLg 线性减小。
2 准谐振反激变换器基本工作原理
图 1a 示出准谐振反激变换器基本原理图,电容 Cd 包括开关管 VQ1 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;Rp 包括变压器 初级绕组的电阻以及线路电阻;VQ2 为整流管。图 1b 示出准谐振变换器的主要工作波形。
(1)开 关 模 态 1 [t0,t1] t0 时刻,VQ1 导通,输入 电压 Uin 全部加在初级电感 Lp 上 (Lp 包括励磁电感 Lm 和漏感 Llk),初级电流 ip 线性增加。开关管的开通 时间为:

准谐振反激变换器为LED路灯照明的解决方案

准谐振反激变换器为LED路灯照明的解决方案

准谐振反激变换器为LED路灯照明的解决方案比传统光源,LED具有高效率、使用寿命长的特点。

因此成为了降低室内外能源消耗的照明首选。

对于路灯照明而言更是如此。

谐振变换器能够提高电源效率,是最受欢迎的电源供应拓扑之一。

LLC谐振变换器因提高大功率转换效率和副边整流管的低压应力而引发关注。

 然而,复杂的设计和高制作成本使得LLC谐振变换器难以快速投入市场。

LLC还面临一个问题,那就是它是大型的环形电流,需要使用零电压开关电源。

LLC谐振变换器在轻载时会造成相对高功率的损耗。

当MOSFET的二极管性能不佳时,LLC谐振变换器会出现很多潜在的故障和问题。

双管反激变换器旨在解决LLC谐振变换器出现的问题,作为替代方案。

由于在高侧加了一个开关,再利用泄漏电感能量到输入电流,以此提高效率。

无缓冲电路和损耗。

双管反激拓扑适用于120W的开关电源供应。

下面将呈现设计规格和测试结果的细节。

 双开关准谐振反激拓扑 双开关准谐振反激拓扑实际上是降低钳位电路的损耗。

此外,FL6300A的准谐振工作模式降低开关损耗和保证高效率。

图1是所提出的双开关准谐振反激变换器的简要图解。

FL7930B是有源功率因数校正(PFC)控制器,FL6300A是照明用准谐振模式电流模式PWM控制器。

FAN7382可对两个高侧和低侧MOSFETs进行驱动。

新型600V385欧姆超结、D-PAK封装的MOSFET应用于PFC开关和反激开关中。

传统的单级开关反激变换器使用RCD钳形电路,将泄漏电感能量转为热损耗。

双开关准谐振反激拓再利用泄漏电感能量到输入电流,将MOSFET的最高电压钳进输入电压。

限制MOSFET的最高电压,钳入输入电压有利于可靠性。

在单级开关反激变换器中,很难控制MOSFET的。

一种准谐振反激式控制器功能简介

一种准谐振反激式控制器功能简介

电源招聘专家一种准谐振反激式控制器功能简介电源适配器(Power adapter)是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备,按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型;按连接方式可分为插墙式和桌面式。

广泛配套于电话子母机、游戏机、语言复读机、随身听、笔记本电脑、蜂窝电话等设备中。

表1显示了针对外部电源适配器的最新的EPA 2.0 Level V标准。

该表重点介绍了平均能效和空载功耗以及轻载功耗。

表1针对外部电源适配器的EPA 2.0 Level V标准为此,英飞凌针对绿色电源适配器解决方案开发出全新具备数字降频、主动突发模式和折返校正等特性QR PWM IC ICE2QS03G。

2 CCM DCM与QR工作模式对照反激式转换器广泛应用于交流/直流电源,尤其适用于输出功率低于150W的电源。

单开关反激式转化器具备三种基本工作模式:连续导通模式(CCM)、断续导通模式(DCM)和准谐振(QR)模式。

这三种工作模式都具备各自的优缺点。

电源招聘专家2.1 连续导通模式图1a是典型的CCM工作波形。

转换器的输入功率是:(1)由于电感器存储的电能不完全转移到二次侧,因此在相同条件下,CCM工作模式所需的电感通常高于DCM工作模式所需的电感。

此外,更高的电感意味着主侧开关电流具备较低的交流/ 直流转换率,因此获得更低的导通损耗。

不过,随着原边电感值的升高,变压器的磁损耗也会增大,因此在开关导通损耗和变压器导通损耗之间需折衷考虑。

此外,在占空比大于0.5的条件下,为避免次谐波振荡,需要加入斜率补偿功能。

由于高压输入下,导通时间较短,高压下的补偿值低于低压下的补偿值。

这将使高压下的最大输出功率远远高于低压下的最大输出功率。

实际上,采用CCM工作模式的SMPS IC针对某个具体的设计只具备一条补偿曲线。

如果设计发生变化,最大功率限制性能也会随之变化。

2.2 断续导通模式图1b是采用D CM工作模式的反激式转换器的典型工作波形。

准谐振反激式开关电源设计

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。

准谐振反激式电源原理(NCP1207 P38)

准谐振反激式电源原理(NCP1207 P38)
开关电源设计的目的是通过能量处理将输入能量变化为所需要的能量输出通常的形式是产生一个符合要求的输出电压这个输出电压的值不能受输入电压或者负载电流的影响开关电源的设计要求有非常高的效率高效率有着极为重要的意义
准谐振式开关电源的设计
摘要
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。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、特殊用 途设备、仪器仪表、半导体制冷制热等领域。 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。目前由于开关电源频率的提高,需要减少开关 损耗。谐振电路,以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波,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。 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 方式对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工作,以使得该项技术得以实用化。 本文叙述了准谐振式开关电源的设计过程,描述了主电路的参数计算、器件的选择, 介绍了 NCP1207 芯片实现准谐振控制的电路完整形式,实现了退磁检测、过流保护、过压 保护、电压反馈。 关键字:准谐振,开关电源,反激式,NCP1207
I
Quasi-resonant switching power supply design
Abstract
With the development of power electronics, power electronics equipment becongme more and more Important for us, electronic devices can not do without reliable power. Switching power supply products are widely used in industrial automation and control, special purpose equipment, instrumentation, semiconductor refrigeration and heat and so on. At present, switching power supply to small, light weight and high efficiency characteristics are widely used in electronic equipment, and it is not a lack of power means. At present, because of the increased frequency ,switching power supply needs to reduce switching losses. Resonant circuit, in order to switch the voltage or current through the switch was a sine wave, reduces the switching losses and also control the surge in place.This approach is called resonant switching power supply. Quasi-resonant switching power supply make problem such as switch power source reliability , lines wave interference got very big improvement,and does not increase cost and reduce the volume and weight. In addition, the resonant switching power supply can overcome the poor transient response and easy radiation defects of PWM mode to load,and use of high-frequency drivers, reducing losses, improve efficiency, reduce noise. Part of the resonant will become mainstream technology. Part of the resonant converter circuit technology, in theory, but also can reduce the noise of the high frequency, but some of the practical application of resonant conversion technology, there are still technical problems, it still required much work in this area in order to make the technology to practical use. This paper describes the quasi-resonant switching power supply design process, describe the main circuit parameter calculation, the device of choice, introduced the NCP1207 chip quasi-resonant control circuit complete the form and realized the demagnetization detection, over-current protection, over-voltage protection, voli-resonant,switching power supply, flyback, NCP1207

绿色模式准谐振反激控制

绿色模式准谐振反激控制

绿色模式准谐振反激控制新一代节能的AC/DC电源控制系统必须采用绿色模式的准谐振式工作,减少EMI,提高效率,降低待机损耗。

T1公司的UCC28600以另一种特色技朮解决上述要求,UCC28600主要特点如下:◆极低待机功耗<150mW,符合欧洲新的绿色能源标准。

◆准谐振式工作,降低EMI,降低开关损耗。

◆极低起动电流最大仅25μA。

◆可调过压保护,包括输入线路过压及输出电压过压。

◆芯片内部过热保护,降温到某一水平后重新起动。

◆过流保护,逐个周期式限流及打呃式保护。

◆强输出驱动能力,有0.75A输出,1A漏入能力。

◆软起动可调节。

◆UCC28600主要用于LCD-TV,MONITOR及机顶盒电源,各种AC/DC适配器,充电器,输出功率可到200W。

工作描述UCC28600系一款新技朮设计的省能源,高水平保护,低成本的AC/DC解决方案。

结合频率折返,猝发模式工作,降频工作等使电源在空载,轻载时达到最低功耗,由UCC28600及UCC28051组成的AC/DC简图如图1。

图1 UCC28600和UCC28051组成的AC/DC适配器电源电路UCC28600的内部方框电路如图2。

图2 UCC28600的内部等效方框电路UCC28600共计8个PIN,各PIN功能如下:1PIN SS软起动,接一电容到GND,内部电流源为其充电,改变电容即改变充电时间,改变软起动时间。

故障时,此电容即放电,经由内部一支小MOSFET放电,降下SS端电压,也即降下内部FB端电压,做到峰值电流限制。

2PIN FB反馈输入或控制输入,从光耦直接送到PWM比较器,用于控制功率MOSFET的峰值电流,内部有一支20KΩ电阻从此端接到5V基准,所以光耦之光电三极管可直接接入。

此端电压控制着IC的三个工作模式,准谐振(QR)模式,频率折返(FFM)模式及猝发模式(Borst Mode)。

3PIN CS电流检测输入端,调节功率限制,可调制过流保护,CS端电压输入从电流检测电阻接入,再用两端之间的电阻值大小调节功率限制。

准谐振单端反激式变换器的分析和设计

准谐振单端反激式变换器的分析和设计
收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 3 — 2 0
求小体积 、 高效率 , 因此选择准谐振拓扑 , 可以降低 损耗 , 提高效率 , 提高开关频率 , 减小电源体积。

1 0
第1 6 卷
第7 期
奄涤艘舷 阖
P OW E R S U P P L Y T E C HNOL OGI ES AND AP P L I CA T I O NS
图 7中 C H1 监测 开关 管驱 动波形 . C H2监测 开 关 管 漏 源 两 端 电压 波 形 , 可 以看 出 , 开 关 管 在 开 通

次侧线圈匝数为

、 / = a v / 9 3 o 6 n H i x H / 2 1 J 2 匝 ( 取 2 1 匝 ) ( 9 ) 前漏源 电压降为零 。 使其开通损耗 大大减小 , 达到
GAO Yu— b o, XI E Zh a n g - g u i
Ab s t r a c t: A q u a s i - r e s o n a n t f l y b a c k c o n v e te r r i s d e s i g n e d f o r t h e p o we r s u p p l y o f i f l a me n t a n d
电 电源 的准谐 振单 端反 激式 变 换器 。行 波 管灯 丝 、
调制器 电源功率需求不大 . 但要求多路输 出 , 且交 叉调整率好 , 故而选择单端反激式变换器 : 对于星
载、 弹载 的行 波管 放大 器ห้องสมุดไป่ตู้灯丝 、 调 制器 电源而 言 , 要
展 。行波管放大器的电源设计要求也逐步提高 , 要 求小体积、 高效率 、 高可靠性等。 本文详细分析了可作为行波管灯丝 、 调制器供

确定准谐振反激式变换器主要设计参数的实用方法

确定准谐振反激式变换器主要设计参数的实用方法

确定准谐振反激式变换器主要设计参数的实用方法确定准谐振反激式变换器主要设计参数的实用方法准谐振反激式变换器(Flyback Converter)由于能够实现零电压开通,减少了开关损耗,降低了EMI噪声,因此越来越受到电源设计者的关注。

但是由于它是工作在变频模式,因此导致诸多设计参数的不确定性。

如何确定它的工作参数,成为设计这种变换器的关键,本文给出了一种较为实用的确定方法。

近年来,一些著名的国际芯片供应商陆续推出了准谐振反激式变换器的控制IC,例如安森美的NCP1207、IR公司的IRIS40XX系列、飞利浦的TEA162X系列以及意法半导体的L6565等。

正如这些公司宣传的那样,在传统的反激式变换器当中加入准谐振技术,既可以实现开关管的零电压开通,从而提高了效率、减少了EMI噪声,同时又保留了反激式变换器所固有的成本低廉、结构简单、易于实现多路输出等优点。

因此,准谐振反激式变换器在低功率场合具有广阔的应用前景。

但是,由于这种变换器的工作频率会随着输入电压及负载的变化而变化,这就给设计工作(特别是变压器的设计)造成一些困难。

本文将从工作频率入手,详细阐述如何确定准谐振反激式变换器的几个主要设计参数:最低工作频率、变压器初级电感量、折射电压、初级绕组的峰值电流等。

图1是准谐振反激式变换器的原理图。

其中:L P为初级绕组电感量,L LEAK为初级绕组漏感量,R P是初级绕组的电阻,C P是谐振电容。

由图1可见,准谐振反激式变换器与传统的反激式变换器的原理图基本一样,区别在于开关管的导通时刻不一样。

图2是工作在断续模式的传统反激式变换器的开关管漏源极间电压V DS的波形图。

这里V IN是输入电压,V OR为次级到初级图1:准谐振反激式变换器原理图。

的折射电压。

由图2可见,当副边绕组中的能量释放完毕之后(即变压器磁通完全复位),在开关管的漏极出现正弦波振荡电压,振荡频率由L P、C P 决定,衰减因子由R P决定。

600V 800V MOSFET 在准谐振模式是,反激变换器效率对比

600V 800V MOSFET 在准谐振模式是,反激变换器效率对比

用于准谐振反激式变换器的新型数字系统解决方案Mao Mingping、He Yi和Jeoh Meng Kiat英飞凌科技亚太有限公司8 Kallang Sector, Singapore 3492821 简介与模拟电源管理IC相比,数字IC可以实现设计更灵活、集成度更高且允许更大生产公差的系统解决方案。

本文将介绍可提高系统性能的用于准谐振反激式控制器的数字电路。

在能源问题受到越来越广泛关注的今天,大部分电源标准不仅规定了满载时的效率,而且还规定了整个负载范围内的平均效率。

例如,能源之星2.0(Energy Star 2.0) [1]规定的平均效率为87%。

数字降频方法可以更方便地提高平均效率。

另外,数字电路可以更精确地模拟非线性的最大输入功率极限曲线。

英飞凌新型ICE2QS02G控制器[2]将这些数字特性与其他必要功能融合在一起,为客户提供卓越的系统解决方案。

2 ICE2QS02G的数字特性2.1 数字降频带来负载降低由于其开关损耗比固定频率的反激式变换器低且EMI性能更好,准谐振反激式变换器得到了广泛的应用。

准谐振反激式变换器面临的挑战之一是其开关频率随输出功率的下降而上升。

这抵消了通过准谐振方式工作而带来的效率提升,特别是在中等负载或低负载条件下。

为了解决这一问题,英飞凌的准谐振PWM控制器IC ICE2QS02G采用了数字降频策略。

ICE2QS02G同时采用数字信号处理电路和模拟信号处理电路。

数字信号处理电路包括一个加/减计数器、一个过零信号计数器(ZC-计数器)和一个数字比较器;模拟电路包括一个电流测量单元和一个比较器。

导通和关断的时间点分别由数字电路和模拟电路决定。

加/减计数器储存变压器退磁后主电源开关接通之前应忽略的过零信号数,该存储数由反馈电压VFB确定。

VFB中包含了输出功率的信息。

因此,加/减计数器中的存储数随VFB的数值而改变,以实现根据输出功率的变化来调整功率MOSFET的关断时间。

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。

准谐振Flyback变换器分析与设计

准谐振Flyback变换器分析与设计

电气传动2024年第54卷第1期ELECTRIC DRIVE 2024Vol.54No.1摘要:设计了一台65W 输出的准谐振反激变换器(QR -Flyback )。

分析了QR -Flyback 的谷底开通原理与开关损耗减小机制,对比了系统在不同工况下的频率特点与损耗特征,总结了变频控制的优势与不足。

结合NCP1380控制器的跳频控制功能,对系统各部分的硬件电路参数进行详细设计,有效提升了整机效率。

最后,通过仿真和实验验证了理论分析与参数设计的可行性。

关键词:准谐振反激变换器;谷底开通;跳频控制中图分类号:TM923文献标识码:ADOI :10.19457/j.1001-2095.dqcd24545Analysis and Design of Quasi -resonant Flyback Converter WU Qing ,AN Shaoliang ,XU Yixuan ,DONG Songsong(School of Electrical Engineering ,Xi'an University of Technology ,Xi ’an 710000,Shaanxi ,China )Abstract:A quasi-resonant Flyback (QR-Flyback )converter with 65W output was designed.The valley switching principle and the switching loss reduction mechanism of QR-Flyback were analyzed ,the frequency and loss characteristics of the system under different working conditions were compared ,and the advantages and disadvantages of frequency conversion control were bined with the frequency hopping control function of the NCP1380controller ,the hardware circuit parameters of each part of the system were designed and the efficiency of the system was effectively improved.Finally ,the feasibility of theoretical analysis and parameter design were verified by simulation and experiment.Key words:quasi-resonant Flyback (QR-Flyback );valley switching ;frequency hopping control作者简介:吴庆(1999—),女,硕士研究生,Email :*****************准谐振Flyback 变换器分析与设计吴庆,安少亮,徐义轩,董松松(西安理工大学电气工程学院,陕西西安710000)随着移动互联网的普及,各种电子设备层出不穷,其供电电源的需求也在不断上升,而反激变换器(Flyback )因其结构简单且可提供电气隔离的特点,在此类小功率场合获得了广泛应用。

双开关准谐振反激式转换器

双开关准谐振反激式转换器

双开关准谐振反激式转换器:经济高效的 LLC 谐振转换器替代产品来源:作者:Hangseok Choi 博士摘要本文介绍了双开关准谐振 (QR) 反激式拓扑结构,这是一种经济高效、质量可靠的 LLC谐振转换器替代产品,符合能效法规。

提议的拓扑结构具有出色的效率性能,同时能保持传统反激式转换器设计简单的特点。

它在中低负载下比 LLC 谐振转换器效率更高,从而平均效率更高,最终使其符合能效法规。

它的待机功耗也比 LLC 谐振转换器更低。

提议的解决方案对变压器容差和栅极驱动时序不太敏感,因此还能够以更低的成本实现更强大、更可靠的电源设计。

提议拓扑结构的有效性已在 90W 原型电源中得到了验证。

I.引言电源设计人员正面临着设计可提供更高效率、更高功率密度、更低待机功耗以及更高可靠性的电源转换产品的挑战。

一如既往,这些产品需要快速开发和推向市场,而且成本要低。

近来,LLC谐振转换器已引起注意,因为它比传统的 PWM 转换器更具优势,如高效率和低电磁干扰 (EMI)。

然而,LLC谐振转换器复杂的设计和高昂的制造成本成为将此拓扑结构应用于要求短设计周期和低制造成本电源的障碍。

LLC谐振转换器的另一个问题是初级端需要较大的循环电流以保持零电压开关 (ZVS),这会导致轻负载下相对较高的功耗。

在采用这种拓扑结构的多项应用中,需要辅助备用电源来保证轻负载效率。

由于两个开关采用图腾柱输出配置,LLC 谐振转换器还具有固有的直通问题。

当两个开关同时导通时,由于开关噪声或电磁干扰,会导致破坏性故障。

当在前端采用功率因数校正 (PFC) 时,提高整个电源系统效率的一个常用技巧就是降低低压线路的 PFC 输出电压。

这可降低在低压线路中升压PFC的开关和电导损耗,从而提高效率。

然而,下游 DC-DC 转换器需要较宽的允许输入电压范围,而 LLC谐振转换器的输入电压范围相对较窄,从而限制了这种技术的应用。

为了克服LLC谐振转换器的局限性,特此提议双开关 QR 反激式转换器。

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