準(zhǔn)諧振工作的反激轉(zhuǎn)換器(04-100)

　　振蕩的起源可以從圖2的電路中看到，圖中有L-C網(wǎng)絡(luò)。

　　因事件不同，存在兩種不同的配置：

　　·在開關(guān)閉合時，初級電流不但流經(jīng)初級電感LP，還流過漏感LLEAK。導(dǎo)通時間結(jié)束后，儲存在LP中的能量通過耦合磁通傳送到變壓器的次級側(cè)。然而，變壓器兩端之間耦合的漏感使其電壓反向，并使漏極電壓快速上升。因此，LLEAK和CTOT共同形成了一個諧振網(wǎng)絡(luò)。

　　·變壓器磁芯去磁時，初級和次級電流下降到零，次級二極管停止導(dǎo)電，而反射初級的電壓自然消失。這意味著VDS不斷趨近于VIN。但是，在沒有諧振網(wǎng)絡(luò)的情況下，轉(zhuǎn)換是突變的，由初級電感LP和與前面提到的幾乎相同的CTOT引起。正弦振鈴隨之產(chǎn)生，并因存在歐姆損耗而衰減。因此，漏極不斷處于振鈴波的各個局部最小值的位置上，這些最小值稱為“谷點(diǎn)”。如果我們能夠在這些波谷的中點(diǎn)位置將MOSFET導(dǎo)通，便可確保導(dǎo)通損耗最小，特別是那些與電容損耗有關(guān)的導(dǎo)通損耗：PavgCAP=1/2·CTOT·VDS2·FSW。因?yàn)槠渑c漏極電壓的平方成正比，所以較小的VDS即意味著電容損耗較小。因此，準(zhǔn)方波工作(或谷點(diǎn)開關(guān))是指在VDS最小時重新啟動開關(guān)。如各圖所示，這種情況發(fā)生在變壓器磁芯去磁后的一段時間內(nèi)。采用這種方法，我們創(chuàng)建了一個轉(zhuǎn)換器，由于去磁時間取決于輸入/輸出的工作狀態(tài)，因此，它自然可以在可變頻率下工作。圖3為準(zhǔn)方波轉(zhuǎn)換器的典型波形圖。

　　可以看到，總周期由不同的事件組成，首先是磁化磁芯(TON)，然后完全去磁(TOFF)，最后插入一個時延(TW)以使漏極最小。分別計(jì)算這三個不同事件便可求出自激振蕩頻率。計(jì)算細(xì)節(jié)見安森美半導(dǎo)體網(wǎng)站的應(yīng)用指南AND8089或AND8145。忽略TW，便可以用簡單的一次頻率迭代公式得出最終的計(jì)算結(jié)果(如送入Spice仿真器中)：

　　將方程輸入電子表格并畫出FSW和各種參數(shù)(VOUT、IOUT等)之間的關(guān)系，便可看出該系統(tǒng)頻率的高度可變性。圖4和圖5分別畫出了給定應(yīng)用中FSW與輸入電壓及輸出電流之間的函數(shù)關(guān)系。