一種高效反激式開關電源的設計與性能測試

2.2 準諧振DC/DC變換器

DC/DC變換器的類型有多種[7]，為了保證用電安全，本設計方案選為隔離式。隔離式DC/DC變換形式又可進一步細分為正激式、反激式、半橋式、全橋式和推挽式等。其中，半橋式、全橋式和推挽式通常用于大功率輸出場合，其激勵電路復雜，實現(xiàn)起來較困難；而正激式和反激式電路則簡單易行，但由于反激式比正激式更適應輸入電壓有變化的情況，且本電源系統(tǒng)中PFC輸出電壓會發(fā)生較大的變化，故本設計中的UC/UO變換采用反激方式，有利于確保輸出電壓穩(wěn)定不變。

本設計采用ONSMEI(安森美)準諧振型PWM驅動芯片NCP1207，它始終保持在MOSFET漏極電壓最低時開通，改善了開通方式，減小了開通損耗。

圖3是利用NCP1207芯片設計的DC/DC反激式變換器電路，其工作原理為：PFC輸出直流電壓UO，一路直接接變壓器初級線圈L1，另一路經(jīng)電阻R3接到NCP1207高壓端8腳，使電路起振，形成軟啟動電路；NCP1207的5腳輸出驅動脈沖開通開關管VT，L1存儲能量，當驅動關閉時，線圈L2和L3釋放能量，次級經(jīng)整流濾波后供電給負載，輔助線圈釋放能量，一部分經(jīng)整流濾波供電給VCC，形成自舉電路，另一部分經(jīng)電阻R1和R2分壓后送到NCP1207的1腳，來判斷VT軟開通時刻；光耦P1反饋來自輸出電壓的信號，經(jīng)電阻R7和電容C2組成積分電路濾波后送入NCP1207的2腳，以調節(jié)輸出電壓的穩(wěn)定，此為電壓反饋環(huán)節(jié)。電阻R6取樣主電流信號，經(jīng)串聯(lián)電阻R5和電容C4組成積分電路濾波后送入NCP1207的3腳，此為電流反饋環(huán)節(jié)。

2.3 同步整流管

電源系統(tǒng)采用電流驅動同步整流技術[8]，基本思路是通過使用低通態(tài)電阻的MOSFET代替DC/DC變換器輸出側的整流二極管工作，以最大限度地降低整流損耗，即通過檢測流過自身的電流來獲得MOSFET驅動信號，VT1在流過正向電流時導通，而當流過自身的電流為零時關斷，使反相電流不能流過VT1，故MOSFET與整流二極管一樣只能單向導通。

選擇同步整流管主要是考慮管子的通態(tài)電流要大，通態(tài)電阻小，反向耐壓足夠大（應按24V時變壓器次級變換反向電壓計　算），且寄生二極管反向恢復時間要短。經(jīng)對實際電路的分析計算，選用ONSEMI公司生產(chǎn)的MTY100N10E的MOSFET管，其耐壓100V，通態(tài)電流為100A，通態(tài)電阻為11MΩ，反向恢復時間為145ns，開通延遲時間和關斷延遲時間分別為48ns和186ns，能滿足系統(tǒng)工作要求。

3 降耗及降電磁污染的手段

3.1 降耗措施

(1)利用TDA4863芯片優(yōu)越性能

TDA4863的性能特點是：當輸入電壓較高時，片內APFC電路從電網(wǎng)中吸取較多的功率；反之，當輸入電壓較低時則吸收較少的功率，這就抑制了產(chǎn)生諧波電流，使功率因數(shù)接近單位功率因數(shù)；片內還包含有源濾波電路，能濾除因輸出電壓脈動而產(chǎn)生的諧波電流；芯片的微電流工作條件也降低了元器件的損耗。