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准方波谐振转换器也称准谐振(QR)转换器,广泛用于电源适配器。准方波谐振的关键特征是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在漏极至源极电压(VDS)达到其最低值时导通,从而减小开关损耗及改善电磁干扰(EMI)信号。 准谐振转换器采用不连续导电模式(DCM)工作时,VDS必须从输入电压(Vin)与反射电压(Vreflect)之和降低到Vin。变压器初级电感(Lp)与节点电容(Clump,即环绕MOSFET漏极节点的所有电容组合值,包括MOSFET电容和变压器寄生电容等)构成谐振网络,Lp与Clump相互振荡,振荡半周期以公式计算。 然而,自振荡准谐振转换器在负载下降时,开关频率
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电源技术中的设计更高能效、极低电源技术中的设计更高能效、极低EMI准谐振适配器准谐振适配器
准方波谐振转换器也称准谐振(QR)转换器,广泛用于电源适配器。准方波谐振的关键特征是金属氧化物半导体
场效应晶体管(MOSFET)在漏极至源极电压(VDS)达到其最低值时导通,从而减小开关损耗及改善电磁干扰
(EMI)信号。 准谐振转换器采用不连续导电模式(DCM)工作时,VDS必须从输入电压(Vin)与反射电压
(Vreflect)之和降低到Vin。变压器初级电感(Lp)与节点电容(Clump,即环绕MOSFET漏极节点的所有电容组合
值,包括MOSFET电容和变压器寄生电容等)构成谐振网络,Lp与Clump相互振荡,振荡半周期以公式计算。
然而,自振荡准谐振转换器在负载下降时,开关频率
准方波谐振转换器也称准谐振(QR)转换器,广泛用于电源适配器。准方波谐振的关键特征是金属氧化物半导体场效应晶体
管(MOSFET)在漏极至源极电压(VDS)达到其最低值时导通,从而减小开关损耗及改善电磁干扰(EMI)信号。
准谐振转换器采用不连续导电模式(DCM)工作时,VDS必须从输入电压(Vin)与反射电压(Vreflect)之和降低到Vin。变压器
初级电感(Lp)与节点电容(Clump,即环绕MOSFET漏极节点的所有电容组合值,包括MOSFET电容和变压器寄生电容等)构成
谐振网络,Lp与Clump相互振荡,振荡半周期以公式 计算。
然而,自振荡准谐振转换器在负载下降时,开关频率上升;这样,在轻载条件下,如果未限制开关频率,损耗会较高,影
响电源能效;故必须限制开关频率。
限制开关频率的方法有两种。第一种是传统准谐振转换器所使用的带频率反走的频率钳位方法,即通过频率钳位来限制开
关频率。但在轻载条件下,系统开关频率达到频率钳位限制值时,出现多个处于可听噪声范围的谷底跳频,导致信号不稳定。
为了解决这个问题,就出现第二种方法,也就是谷底锁定,即在负载下降时,在某个谷底保持锁定,直到输出功率大幅下
降,然后改变谷底。输出功率降低到某个值时,进入压控振荡器(VCO)模式,参见图1。具体而言,反馈(FB)比较器会选定谷
底,并将信息传递给计数器,FB比较器的磁滞特性就锁定谷底。这种方法在系统负载降低时,提供自然的开关频率限制,不
会出现谷底跳频噪声,且不降低能效。
图1:谷底锁定方法示意图。
最新准谐振控制器 最新准谐振控制器NCP1379/NCP1380概览概览
NCP1379和NCP1380是安森美半导体新推出的两款高性能准谐振电流模式控制器,特别适合适配器应用。作为应用上述
第二种方法的控制器,NCP1379和NCP1380包括两种工作模式:一为准谐振电流模式,带谷底锁定功能,能消除噪声;二为
VCO模式,用于在轻载时提升能效。这两款器件还提供多种保护功能,如过载保护(OPP)、软启动、短路保护、过压保护、过
温保护及输入欠压保护。
就工作原理而言,在带谷底锁定的准谐振模式,控制器根据反馈电压锁定至某个谷底(最多到第4个谷底),峰值电流根据
反馈电压来调整,提供所需的输出功率。这样,就解决了准谐振转换器的谷底跳频不稳定问题,且与传统准谐振转换器相比,
提供更高的最小开关频率及更低的最大开关频率,还减小变压器尺寸。
而在反馈电压小于0.8 V(输出功率减小)或小于1.4 V(输出功率上升) 时,控制器进入VCO模式,此时峰值电流固定,为最
大峰值电流的17.5%,而开关频率可变,由反馈环路设定。
在保护功能方面,这两款器件以读取辅助绕组电压结合提供过零检测(ZCD)和过载保护功能(参见图2),其中在MOSFET
关闭期间(辅助绕组正电压)使用ZCD功能,而在MOSFET导通期间(辅助绕组负电压)使用OPP功能,能够根据ZCD电压减小峰
值电流。
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