准谐振反激变换器.ppt

Prepare by:Steve Huang,Date:Aug-20-2008,準諧振(Quasi-Resonant)反激式轉換器,引言,利用準方波諧振轉換器，亦稱準諧振(QR)轉換器，可設計出電磁干擾(EMI)特徵波形較小的開關電源這些轉換器基於反激式架構，且QR控制單元包含簡單的邏輯電路(無振蕩器)，從而使任何SMPS設計工程師都能輕而易舉的理解準諧振 這些轉換器正日益走俏，並主要應用於消費電子市場，但並非每位設計師都了解“準諧振”背後的原理準諧振,“準諧振”通常是指將真實的硬開關轉換器與諧振網路相結合與常規的PWM轉換器相比，QR工作所產生的開關損耗更小，但由於流經MOSFET的RMS電流增大，因而導致較大的傳導損耗然而，準諧振的主要優點之一在於能夠減小傳導或輻射干擾的頻譜分量準方波諧振電源原理圖,Vds電壓波形,,波谷,典型Vds電壓波形,輸入電壓(固定)-與負載的關係 負載愈大-工作頻率愈低,負載(固定)-與輸入電壓的關係 輸入電壓愈高-工作頻率愈高,準諧振,較弱的EMI特徵波形,圖(a)和圖(b)描述了兩個工作在同一點上但採用不同開關技術的系統所呈現的傳導EMI特徵波形圖(a)-準方波諧振,圖(b)-傳統硬開關,,檢測磁芯去磁,磁芯去磁檢測通常透過專用的輔助繞組來實現，其電壓波形直接與變壓器磁通相關。

請注意，這種技術並非用來檢測磁芯去磁或谷點，而是檢測輔助電壓的過零點，即VDRAIN=VIN為了檢測真正的谷點，檢測中必須增加一個延遲實際上，是在此輔助信號和控制單元的輸入引腳之間增加一個小的RC濾波器︰除了確保在谷點處導通所需的延遲之外，它也可濾除對重新啟動控制單元產生負面影響的漏感因素來自反激或正激繞組的磁芯去磁信號,,實驗結果,這些結果來源於安森美半導體NCP1207的30W電源 下圖顯示了輸出功率減小時的谷點跳變(P3 < P2 < P1)，以及真正輕負載情況(P4)下的跳頻負載最大,負載最小,結論,準諧振是減小反激電源產生的EMI的良好解決方案，而且設計並不複雜，由於其基於相同的拓撲，因而僅需更改控制單元但是必須小心處理自激工作所帶來的一些弊端，當電路需要和開關同步時，可變頻率可成為潛在的問題另一個潛在的問題是，當輸入電壓變化時，給定初級峰值電流所提供的輸出功率亦會發生變化通常，過載檢測基於峰值電流的監視，如果要求真正的過載保護而不只是短路保護，則必須增加補償 只要正確設計，準方波轉換器亦可帶來一些優點，特別是在電源必須靠近敏感信號如RF或視頻信號工作的應用中因此，這些轉換器不僅非常適合用於電視機、機頂盒或DVD錄影機，也很適用於線路濾波器尺寸可大大減小的外部電源。

備註1,DCM(不連續電流模式)優點: 1.開關(MOSFET)為零導通損失 2.良好的輸入電壓/負載暫態變動響應 3.迴授容易達到穩定(單一極點) 4.二極體的逆向恢復時間不是很重要,因為在逆向電壓出現前,電流就已降至零 5.可使用較小之變壓器 缺點: 1.在開關(MOSFET)和二極體會出現高的峰值電流 2.需要大的輸出電容值,約為操作在CCM時的兩倍,備註2,CCM(連續電流模式)優點: 1.開關(MOSFET)及二極體的峰值電流為操作在DCM時的一半 2.不需很大的輸出電容 缺點: 1.會有二極體的逆向恢復損失 2.迴授不易達到穩定(兩個極點和一個右半平面的零點) 綜合以上結論,當你的輸出為高電壓低電流時,最好設計操作在DCM.反之,如果為高電壓高電流時,則最好操作在CCM.,。