在前面的反激電源的設(shè)計(jì)中,，我們闡述了反激電源的基本拓?fù)?a class="innerlink" href="http://wldgj.com/tags/BUCK-BOOST" title="BUCK-BOOST" target="_blank">BUCK-BOOST電路的工作原理，并推導(dǎo)了BUCK-BOOST向FLYBACK拓?fù)涞难葑冞^(guò)程,。然后我們學(xué)習(xí)了反激電源的一些關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算,。并將設(shè)計(jì)過(guò)程總結(jié)成了一個(gè)EXCEL電子表格。現(xiàn)在把這個(gè)電子表格提供給大家,，供大家下載后驗(yàn)證設(shè)計(jì),，同時(shí)體提供一個(gè)小工具用于計(jì)算波形的RMS值。
在這篇文章里,，我們將把反激的設(shè)計(jì)深化,、延伸。在以后的一段時(shí)間里,，我將在這里和大家一起探討反激電源中的一些實(shí)用技術(shù),，比如：CRM/BCM的反激設(shè)計(jì)、QR模式的反激設(shè)計(jì),、LCD吸收替代RCD吸收,、反激單級(jí)PFC等等。同時(shí)，歡迎大家積極參與討論,，發(fā)表自己的觀點(diǎn),。
首先，我們看看常用的CRM/BCM和QR模式下的反激電源的控制IC主要有哪幾種,，我先說(shuō)幾個(gè),，后面請(qǐng)大家積極補(bǔ)充：
CRM/BCM：L6561，L6562,，MC34262,，SA7527
QR：NCP1337
首先來(lái)看CRM/BCM的工作情況。
我們都知道,，CRM/BCM的反激電源是工作在變頻控制,，那么工作的頻率究竟是怎么變化的呢？請(qǐng)看：
T為工作周期,，VIN是輸入電壓,，L是初級(jí)電感量，IP是初級(jí)峰值電流PIN是輸入功率,，VF是反射電壓,，fs是開(kāi)關(guān)頻率。
從上面的關(guān)系式,，我們可以看出,，對(duì)于恒定電壓、恒定功率輸出的電源來(lái)說(shuō),，如果忽略了效率,，那么工作周期隨著輸入電壓的升高，而減小,，那么就是輸入電壓增高,，工作頻率增加。如果考慮效率的話,，一般來(lái)說(shuō),，高壓輸入的時(shí)候，效率會(huì)高一些,，那么頻率也是隨著輸入電壓增加而增加的,。
對(duì)于某些電源的應(yīng)用場(chǎng)合而言，比如充電器,，它的輸出電壓是變化的,。那么當(dāng)工作與恒流狀態(tài)的時(shí)候，輸出電壓并沒(méi)有達(dá)到正常值,，就是說(shuō)VF比較低,，那么假如功率不變,，輸入電壓不變，VF低的話,，其實(shí)工作頻率是會(huì)變低的,。
因?yàn)椴煌念l率下，IP是不同的,，那么變壓器的工作磁通量也是不同的,。不確定的參數(shù)會(huì)讓設(shè)計(jì)失去控制。所以,，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)CRM/BCM電源的時(shí)候,，首先要確定工作頻率的變化區(qū)間，并判斷是否符合我們的要求,。
那么,，對(duì)于CRM/BCM的反激電源的設(shè)計(jì)是順序是：
根據(jù)輸入電壓范圍，MOS的耐壓值等參數(shù),，確定在最低輸入電壓時(shí)的占空比,，反射電壓VF、RCD箝位電壓VC,。
然后,，設(shè)定最低工作頻率，根據(jù)輸出功率,，效率,，計(jì)算出初級(jí)電感量。
這樣,，就可以根據(jù)上面的公式,，求出在不同負(fù)載狀態(tài)下，不同輸入電壓下,，開(kāi)關(guān)管的工作頻率了,。
注意,，這個(gè)算法,，只適合交流整流后帶大電解濾波的FLYBACK電路，并不適用于單級(jí)的反激PFC的設(shè)計(jì),。
對(duì)于單級(jí)PFC類(lèi)型的CRM/BCM工作模式,，在每個(gè)半正弦周期內(nèi)的不同位置，頻率都是變化的,。因?yàn)橐獫M足輸入電流隨著輸入電壓波形變化而變化,。下面我們來(lái)分析一下這類(lèi)工作模式的情況和特點(diǎn)，以及如何計(jì)算,。
首先還是先計(jì)算一下工作周期
我們知道,，對(duì)于CRM/BCM模式的反激式PFC電路來(lái)說(shuō),，是峰值電流型的控制，而峰值電流的參考值是由電壓反饋和乘法器內(nèi)部合成的,，由于這個(gè)峰值電流的參考值和輸入的交流信號(hào)是同相位的,，而PFC的電壓環(huán)的響應(yīng)又是要求很慢的，那么每個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流就是和輸入交流的瞬時(shí)值成固定比例的,。在這篇文章里，我們將把反激的設(shè)計(jì)深化,、延伸,。在以后的一段時(shí)間里，我將在這里和大家一起探討反激電源中的一些實(shí)用技術(shù),，比如：CRM/BCM的反激設(shè)計(jì),、QR模式的反激設(shè)計(jì)、LCD吸收替代RCD吸收,、反激單級(jí)PFC等等,。同時(shí)，歡迎大家積極參與討論,，發(fā)表自己的觀點(diǎn),。
首先,，我們看看常用的CRM/BCM和QR模式下的反激電源的控制IC主要有哪幾種,，我先說(shuō)幾個(gè)，后面請(qǐng)大家積極補(bǔ)充：
CRM/BCM：L6561,，L6562,，MC34262，SA7527
QR：NCP1337
首先來(lái)看CRM/BCM的工作情況。
我們都知道,，CRM/BCM的反激電源是工作在變頻控制，那么工作的頻率究竟是怎么變化的呢,？請(qǐng)看：
T為工作周期,，VIN是輸入電壓,，L是初級(jí)電感量，IP是初級(jí)峰值電流PIN是輸入功率,，VF是反射電壓,，fs是開(kāi)關(guān)頻率。
從上面的關(guān)系式,，我們可以看出，對(duì)于恒定電壓,、恒定功率輸出的電源來(lái)說(shuō),，如果忽略了效率，那么工作周期隨著輸入電壓的升高,，而減小,，那么就是輸入電壓增高，工作頻率增加,。如果考慮效率的話,，一般來(lái)說(shuō)，高壓輸入的時(shí)候,，效率會(huì)高一些,，那么頻率也是隨著輸入電壓增加而增加的。
對(duì)于某些電源的應(yīng)用場(chǎng)合而言,，比如充電器,，它的輸出電壓是變化的。那么當(dāng)工作與恒流狀態(tài)的時(shí)候,，輸出電壓并沒(méi)有達(dá)到正常值,，就是說(shuō)VF比較低，那么假如功率不變,，輸入電壓不變,，VF低的話，其實(shí)工作頻率是會(huì)變低的,。
因?yàn)椴煌念l率下，IP是不同的,，那么變壓器的工作磁通量也是不同的,。不確定的參數(shù)會(huì)讓設(shè)計(jì)失去控制。所以,，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)CRM/BCM電源的時(shí)候,，首先要確定工作頻率的變化區(qū)間，并判斷是否符合我們的要求,。
那么，對(duì)于CRM/BCM的反激電源的設(shè)計(jì)是順序是：
根據(jù)輸入電壓范圍,，MOS的耐壓值等參數(shù),，確定在最低輸入電壓時(shí)的占空比,，反射電壓VF,、RCD箝位電壓VC。
然后,，設(shè)定最低工作頻率，根據(jù)輸出功率,，效率,，計(jì)算出初級(jí)電感量。
這樣,，就可以根據(jù)上面的公式，求出在不同負(fù)載狀態(tài)下,，不同輸入電壓下,，開(kāi)關(guān)管的工作頻率了。
注意,，這個(gè)算法，只適合交流整流后帶大電解濾波的FLYBACK電路，并不適用于單級(jí)的反激PFC的設(shè)計(jì),。
對(duì)于單級(jí)PFC類(lèi)型的CRM/BCM工作模式，在每個(gè)半正弦周期內(nèi)的不同位置,，頻率都是變化的,。因?yàn)橐獫M足輸入電流隨著輸入電壓波形變化而變化。下面我們來(lái)分析一下這類(lèi)工作模式的情況和特點(diǎn),，以及如何計(jì)算,。
首先還是先計(jì)算一下工作周期
我們知道,，對(duì)于CRM/BCM模式的反激式PFC電路來(lái)說(shuō)，是峰值電流型的控制,，而峰值電流的參考值是由電壓反饋和乘法器內(nèi)部合成的,，由于這個(gè)峰值電流的參考值和輸入的交流信號(hào)是同相位的，而PFC的電壓環(huán)的響應(yīng)又是要求很慢的,，那么每個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流就是和輸入交流的瞬時(shí)值成固定比例的,。故而在每個(gè)半正弦波的周期中，TON是不變的,。
VF是反射電壓,。
由這個(gè)公式可以知道，當(dāng)輸入輸出條件不變的時(shí)候,。在半個(gè)正弦周期內(nèi),，頻率的最低點(diǎn)在正弦波的峰值處。
而當(dāng)輸出不變的時(shí)候,，輸入電壓升高時(shí)，從T的表達(dá)式可以看出來(lái),，T會(huì)縮短,，那么工作頻率會(huì)升高。
這就是說(shuō),，對(duì)于CRM/BCM的反激PFC電路來(lái)說(shuō),，工作的最低頻率是在最低輸入電壓的半正弦波的最高處。
在這里,，我們需要定義一個(gè)參數(shù)：
KV=VINPK/VF
由于CRM/BCM的反激式PFC與CRM/BCM式BOOST型PFC是不一樣的,。具體區(qū)別就在于，MOS關(guān)斷期間,，CRM/BCM式的BOOST型PFC的輸入電流不會(huì)斷,，只不過(guò)電感電流逐漸降到零，然后開(kāi)啟下一個(gè)周期,。這個(gè)過(guò)程中,，輸入依然向后繼饋能。但反激式就不一樣了,。MOS關(guān)斷時(shí),，初級(jí)電流也就關(guān)斷了,。初級(jí)不向輸出饋能。輸出能量是變壓器儲(chǔ)能的釋放,。如果KV值越小,，說(shuō)明反射電壓VF越高，那么工作占空比大,，輸入電流畸變小,，輸入端的電流濾波后的平滑電流波形就越接近正弦波。
所以呢,，在可能的情況下，比如,，MOS的耐壓夠高，我們把VF取高一些將有助于提高PF值,，降低THD,。
有了上面關(guān)于開(kāi)關(guān)周期的計(jì)算,，有了VF的設(shè)計(jì)考慮,，該是把輸入功率PIN和輸入電壓、電流等參數(shù)建立關(guān)聯(lián)的時(shí)候了,。
我們知道,，VINPK是由輸入電壓知道的,。KV是根據(jù)MOS的耐壓和占空比可以知道的。最大占空比是在最低輸入電壓的峰值處的,。那么根據(jù)輸入功率PIN就可以計(jì)算出峰值電流IPK,，然后就可以根據(jù)AP法，求出AP值,，選擇合適的磁芯,，再計(jì)算出初級(jí)匝數(shù)等。和通常的反激計(jì)算已經(jīng)沒(méi)有什么大的區(qū)別了
有了F1(x),，F2(x)，F3(x),，三個(gè)方程,，我們可以計(jì)算初級(jí)的電流有效值和次級(jí)的電流有效值等，方便選擇合適的線徑,。具體的推導(dǎo)過(guò)程,，可以參考ST公司的L6561的應(yīng)用文檔。這里就僅僅給出結(jié)果吧：
這次讓我們看看采用LCD無(wú)損吸收的反激電路,。先看一下帶有傳統(tǒng)的RCD的反激電路：
在這個(gè)電路中，根據(jù)EXCEL表格里的計(jì)算,，我們知道,。一般情況下，RCD箝位電路耗散能量是比漏感能量還要大的,。而變壓器是不可能沒(méi)有漏感的,。于是，為了降低漏感與RCD造成的損耗,，人們提出了一種LCD的無(wú)損吸收網(wǎng)絡(luò),。見(jiàn)下圖：
從圖中可以看到,，這個(gè)LCD吸收網(wǎng)絡(luò),，同樣可以有效吸收因漏感造成的電壓過(guò)沖問(wèn)題。同時(shí),，由于LCD網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有電阻,，不會(huì)產(chǎn)生功率損耗。效率會(huì)比采用RCD吸收網(wǎng)絡(luò)的好一些,。