節(jié)能式電源拓?fù)湓斀?/h1>

作者： 時(shí)間：2012-07-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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世界各地有關(guān)降低電子系統(tǒng)能耗的各種倡議，正促使單相交流輸入電源設(shè)計(jì)人員采用更先進(jìn)的電源技術(shù)。為了獲得更高的功率級(jí)，這些倡議要求效率達(dá)到87% 及以上。由于標(biāo)準(zhǔn)反激式 （flyback） 和雙開(kāi)關(guān)正激式等傳統(tǒng)　　工作原理

　　圖1所示為采用三種不同拓?fù)?（準(zhǔn)諧振反激式拓?fù)洹LC諧振拓?fù)浜褪褂密涢_(kāi)關(guān)技術(shù)的非對(duì)稱(chēng)半橋拓?fù)洌?的開(kāi)關(guān)的電壓和電流波形。

　　

　　圖1：準(zhǔn)諧振、LLC和非對(duì)稱(chēng)半橋拓?fù)涞谋容^

　　輸出二極管電流降至零

　　當(dāng)初級(jí)端耦合回次級(jí)端時(shí)的斜坡變化

　　體二極管導(dǎo)通，直到MOSFET導(dǎo)通

　　

　　這三種拓?fù)洳捎昧瞬煌募夹g(shù)來(lái)降低MOSFET的開(kāi)通損耗，導(dǎo)通損耗的計(jì)算公式如下：

　　

　　在這一公式中，ID 為剛導(dǎo)通后的漏電流， VDS 為開(kāi)關(guān)上的電壓， COSSeff 為等效輸出電容值（包括雜散電容效應(yīng)），tON 為導(dǎo)通時(shí)間，fSW 為開(kāi)關(guān)頻率。。

　　如圖1所示，準(zhǔn)諧振拓?fù)渲械?MOSFET 在剛導(dǎo)通時(shí)漏極電流為零，因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換器工作在不連續(xù)傳導(dǎo)模式下，故開(kāi)關(guān)損耗由導(dǎo)通時(shí)的電壓和開(kāi)關(guān)頻率決定。準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器在漏電壓最小時(shí)導(dǎo)通，從而降低開(kāi)關(guān)損耗。這意味著開(kāi)關(guān)頻率不恒定：在負(fù)載較輕時(shí)，第一個(gè)最小漏電壓來(lái)得比較早。以往的設(shè)計(jì)總是在第一個(gè)最小值時(shí)導(dǎo)通，輕負(fù)載下的效率隨開(kāi)關(guān)頻率的增加而降低，抵消了導(dǎo)通電壓較低的優(yōu)點(diǎn)。在飛兆半導(dǎo)體的e-Series? 準(zhǔn)諧振電源開(kāi)關(guān)中，控制器只需等待最短時(shí)間 （從而設(shè)置頻率上限），然后在下一個(gè)最小值時(shí)導(dǎo)通 MOSFET。

　　其它拓?fù)涠疾捎昧汶妷洪_(kāi)關(guān)技術(shù)。在這種情況下，上面公式里的電壓VDS將從一般約400V的總線電壓降至1V左右，這有效地消除了導(dǎo)通開(kāi)關(guān)損耗。通過(guò)讓電流反向經(jīng)體二極管流過(guò)MOSFET，再導(dǎo)通MOSFET，可實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。二極管的壓降一般約為1V。

　　諧振轉(zhuǎn)換器通過(guò)產(chǎn)生滯后于電壓波形相位的正弦電流波形來(lái)實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)，而這需要在諧振網(wǎng)絡(luò)上加載方波電壓，該電壓的基頻分量促使正弦電流流動(dòng) （更高階分量一般可忽略）。通過(guò)諧振，電流滯后于電壓，從而實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。諧振網(wǎng)絡(luò)的輸出通過(guò)整流提供DC輸出電壓，最常見(jiàn)的諧振網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)帶特殊磁化電感的變壓器、一個(gè)額外的電感和一個(gè)電容構(gòu)成，故名曰LLC。

　　非對(duì)稱(chēng)半橋轉(zhuǎn)換器則是通過(guò)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。這里，橋產(chǎn)生的電壓為矩形波，占空比遠(yuǎn)低于50%。在把這個(gè)電壓加載到變壓器上之前，需要

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