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準(zhǔn)諧振軟開關(guān)反激變換器的研究

作者: 時(shí)間:2011-02-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

需要注意的是,由于電路中輸入電壓Vin會(huì)在一定范圍內(nèi)變化,給電路的設(shè)計(jì)帶來了一定困難。特別是在寬范圍輸入場(chǎng)合,在整個(gè)輸入范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零電壓開通將會(huì)非常困難。另外,由于電路本質(zhì)上工作在臨界斷續(xù)模式(DCM boundary),開關(guān)頻率隨著輸入電壓或者負(fù)載的變化而變化,其工作頻率推導(dǎo)如下:

ton= (7)

tfw= (8)

fsw== (9)

由于電路工作在DCM boundary模式,因此有

Pin=Lpfsw (10)

可以推導(dǎo)出開關(guān)頻率fsw為

fsw= (11)

其中

fT= (12)

可見隨著輸入電壓的升高或者負(fù)載的減輕都會(huì)使開關(guān)頻率上升。

3 設(shè)計(jì)實(shí)例以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上分析,設(shè)計(jì)了一個(gè)60W的準(zhǔn)諧振軟開關(guān)反激變換器,控制采用ST公司最新推出的控制芯片L6565,其外部功能框圖如圖3所示。

圖3 L6565功能框圖

L6565采用電流控制方式,腳4用于檢測(cè)流過開關(guān)管的電流,腳1為電壓反饋輸入腳,腳2為內(nèi)部運(yùn)放輸出腳,腳1、2之間接一個(gè)PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),腳7為驅(qū)動(dòng)輸出腳。值得注意的是,與一般電流控制型芯片不同的是,L6565有一個(gè)電流過零檢測(cè)腳4,用來檢測(cè)副邊反激電流是否已經(jīng)減小到零,一旦檢測(cè)到過零信號(hào),經(jīng)過一段延遲時(shí)間(tv)將使開關(guān)導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)零電壓開通。

電源的主要參數(shù)如下:輸入電壓AC 90~265V,輸出電壓DC 12V,5A,最低開關(guān)頻率70kHz。

從圖4所示開關(guān)管兩端電壓波形可以看出,vds在反激輸出電流減小到零以后開始振蕩,當(dāng)振蕩達(dá)到最低點(diǎn)后,開關(guān)重新導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)了零電壓開關(guān)。圖5所示的是開關(guān)管的電流波形。圖6所示的是輕載開關(guān)管兩端電壓波形。從式(12)可以看出在負(fù)載很輕的時(shí)候,開關(guān)頻率會(huì)很高,增加了電路的輕載或空載損耗。L6565針對(duì)準(zhǔn)諧振電路這個(gè)缺點(diǎn),在內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)最小關(guān)斷時(shí)間。從圖6可以看出,在第一次諧振到達(dá)最低時(shí),如果此時(shí)關(guān)斷時(shí)間沒有超過內(nèi)部設(shè)置的最小關(guān)斷時(shí)間,開關(guān)管將無法導(dǎo)通,vds將繼續(xù)振蕩,直到關(guān)斷時(shí)間超過最小關(guān)斷時(shí)間,開關(guān)管才能再次導(dǎo)通。圖7所示的是空載開關(guān)管兩端電壓波形,此時(shí)開關(guān)將進(jìn)入間歇工作狀態(tài),以降低開關(guān)頻率。電路的空載損耗可以小于1W,滿載效率可以達(dá)到85%。

圖4 滿載開關(guān)管兩端電壓波形(vds)



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