基于TEA1751的反激式准谐振开关电源的设计

基于TEA1532反激式开关电源的设计与调试作者：朱汉峰来源：《中国科技博览》2017年第01期[摘要]许多家电产品都需要多路稳压电源来供电，在电子仪器、自控装置中也要给多种模拟及数字电路提供多路电源，如何实现低成本、高性能的设计是现代电力电子的研究方向，下面以TEA1532芯片为核心设计的一款单端反激式、宽电压输入范围、多路固定电压输出的开关电源为例，解析工程师在调试过程中如何解决遇到的问题。

[关键词]单芯片重启轻载中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0030-01一、IC芯片简介1.1 芯片功能TEA1532是一种变频开关电源控制器，用于直接由整流AC线供电的准谐振反激式转换器，内部结构如图1所示，除具备标准的GreenChipTMII功能外，它还有多功能保护引脚、欠压保护和用以防止连续模式中出现次谐波振荡的斜率补偿功能。

这些功能使设计更为简便，所需要的外部元器件数大大减少，保护功能也极大提高。

1.2 芯片特色TEA1532通过SO8和DIP8封装将QR和CCM两种操作模式集成于同一芯片内，在QR 操作模式下，TEA1532能提供真正的谷底交换、从而改善EMI性能。

CCM模式则能将功率效率最大化并提供低待机功耗，在CCM模式下提供了通用保护引脚、欠压保护、斜率补偿和防止次谐波振荡，还具有高达63KHz的开关频率和降低待机功率的周期跳跃功能，待机状态在3W以下还可降低电源频率。

二、工作原理简介交流电压经整流平滑后为电路提供直流工作电压，启动电路给电容C9充电，当C9电压达到15V时，TEA1532有输出，是MOS开关Q3（12A500V）导通，能量存储在变压器T1中，此时由于二次侧各路整流二极管反向偏置，故能量不能传到T1的二次侧，T1的一次侧电流通过R30检测并与TEA1532内部提供的基准电压进行比较，当达到这一电平时，Q3关断，所有变压器的绕组极性反向，输出整流二极管正向偏置，存储在T1中的能量传输到输出电容器。

负载减轻后开关管在第二个漏-源电压的极 小值处开通
数字降频的开关管漏-源极电压波形
负载进一步减轻时开关管在第三个漏-源电 压的极小值处开通
数字降频的开关管漏-源极电压波形
负载更加减小时开关管在第七个漏-源电压 的极小值处开通
应用ICE1QS01实现准谐振反激式开关电源
电路板元件排布图
电路的印制板图
电流泵对功率因数的贡献
通过简单的电路可以将开关电源的功率因 数提高到要求值。
3. 用NCP1207实现准谐振反激式开关电 源
（1）75W显示器开关电源电路图
75W显示器开关电源电路板图
75W显示器开关电源电路板元件排布图
动态自供电示意
（2）12V24W带有同步整流器的准 谐振开关电源设计实例8127D
电路图
电路板图
元件排布图
变压器设计
输入电压与整流输出电压
变压器设计
效率按87%计算，输入功率与输出功率的 关系：
变压器设计
直流母线的电流平均值
变压器设计
开关管选择800V耐压，对应的反冲电压： 其中尖峰电压选330V。
变压器设计
最大占空比：
变压器设计
开关管峰值电流：
变压器设计
开关频率为70kHz时对应的开关管导通时间
2. 应用ICE1QS01实现准谐振反激 式开关电源
解决方法2：数字降频
利用Infineon的数字降频的准谐振反激式开 关电源控制芯片ICE1QS01对反激式开关电 源进行控制，实现数字降频。
数字降频特性
数字降频的开关管漏-源极电压波形
重负载时开关管的漏-源极电压波形
数字降频的开关管漏-源极电压波形
（二）准谐振反激式开关电源的实 现

in
1
在导通结束前,初级电流上升达到:
Ipeak=
(2)
式中I 为峰值电流,A;T 为开关管导通时间,s。
peak
on
此时变压器储存的能量为:
E=
(3)
开关管导通时,一个周期内直流母线电压提供的功 率为:
P=
(4)
式中,T为开关管的开关周期,s。
2 准谐振反激式电源
准谐振反激式电源原理如图3所示。其中,R1为变压 器初级电感的等效电阻,Lleak为原边等效漏感量,Coss为 MOS管的外部输出电容。当发生准谐振时,原边能量全
第38卷 第11期 2020年 11月
数字技术与应用 Digital Technology &Application
Vol.38 No.11 N2o0v2e0m年b第er 12102期0
设计开发
DOI:10.19695/12-1369.2020.11.39
基于准谐振技术的反激式高压电源设计
VCS=0.14×(VCOMP-2.5)×(3-VVFF)
(5)
式中,VCS、VCOMP、VVFF为各引脚上的电压,V。
误差放大器的电压一般取VCOMP=5.6V,上式可简
化为:
VCS=0.43×(3-VVFF)
=0.43×(3-VCC×
)
(6)
V 为芯片外部供电电压,V;R ,R 为分压电阻,Ω。
裴子轩 吴一 黎坤
(中国航天第九研究院十六研究所,陕西西安 710100)
摘要:如今,高频开关电源的使用愈加广泛,但随着开关频率的增加,相应的开关损耗也会增加。基于L6565D控制芯片,采
用准谐振技术,设计了一种反激式高压电路,应用于激光陀螺高压电源中。由于L6565D控制芯片具有电压前馈功能,可以根据

一种高可靠性准谐振反激式开关电源的设计摘要：介绍了一种高可靠性准谐振反激式开关电源。

分析了准谐振反激式开关电源和电源冗余的工作原理及实现方式。

通过实验分析，验证了理论分析的准确性，提高了电源可靠性。

证明该电源降低了开关损耗，具有较高的电源效率；表明了两路冗余电源具有较好的均流效果。

关键词：准谐振；冗余；反激；开关电源随着社会对能源效率和环保问题的关注度日益提高，人们对开关电源的效率期望越来越高，而减少开关损耗是提高效率的重要途径之一。

采用准谐振技术控制开关管，使其在开关管两端电压最小时开通，可以很大程度地减少开关损耗，相比传统的反激式开关电源，最多可以提高5％以上效率；同时开通过程中因开关管承受的电压较低，产生的dv／dt 也小，于是产生较小的EMI，有效的解决电磁干扰等问题。

另一方面，开关电源现已广泛应用于铁路的通信网络等系统中。

电源除了要连续运行外，还要经受高低温、高湿、冲击等考验。

这就要求电源设备必须有很高的可靠性。

采用冗余结构是一种有效提高电源可靠性的方法。

本论文通过采用准谐振控制芯片和两路冗余热备份结构，设计出一种高可靠性的准谐振反激式开关电源。

1 准谐振反激式开关电源的原理及实现方式(1)准谐振反激式开关电源原理分析准谐振反激式开关电源基本原理和等效原理图如图1、2 所示。

其中Lm 为原边励磁电感，Lk 为原边漏感。

电容Cd 包括主开关管Q 的输出电容Coss，变压器的匝间电容以及电路中的其他一些杂散电容。

Rp 为初级绕组的寄生电阻，包括变压器原边绕组的电阻，铜线的高频趋肤效应、磁材料的损耗以及辐射效应的等效电阻。

准谐振反激式开关电源工作在DCM 或CRCM 状态，副边二极管电流下降到零之后，电容Cd，原边电感Lp=Lm+Lk 以及电阻Rp 构成一个RLC 谐振电。

反激准谐振的开关电源设计基于UCC28610电源网论坛老梁头反激式开关电源工作原理当开关K 导通时�由于变压器同名端�次级二极管反向截止�变压器初级电感储存能量�当开关K 关断�次级二极管正向导通�变压器初级储存的能量释放�给电容C 充电和向负载提供能量�图一 反激开关电源原理图反激式开关电源的DCM 工作模式图二 DCM模式VDS 电压波形图三 DCM模式电流波形DCM模式也叫完全能量转换模式，也就是常说的非连续模式，就是指磁芯中的能量完全释放（图三中Ip波形），次级整流二极管过零之后（图三中Is波形），初级开关管导通。

此模式的优点是次级整流管没有反向恢复问题，环路容易稳定。

但由于其磁芯能量完全释放，所以初级的电感电流降为零，此时导通的峰值电流比较大，电流有效值比较大，铜损和MOS的导通损耗比较大。

还有一个缺点由图可见当绕组中的能量完全释放完毕后，在开关管的漏极出现正弦波震荡电压，此震荡是由于MOS的结电容和原边电感引起的。

而对于传统的反激式变换器，其工作频率是固定的，因此开关管再次开通，有可能出现在震荡电压的任何位置（包括顶峰和谷底），为开关管带来开通损耗！反激式开关电源的CCM工作模式图四 CCM模式VDS电压波形图五 CCM模式的电流波形CCM模式也叫不完全能量转换模式，也就是常说的连续模式，就是指磁芯中的能量没有完全释放（图五中Ip波形），次级整流二极管没有完全过零的时候（图五中Is波形），初级的开关管导通。

此模式优点是磁芯能量没有完全释放，所以初级电感电流没有降为零，同等功率下此时的峰值电流有效值要比DCM小，所以铜损和MOS的导通损耗要比DCM小；但由于其次级整流管电流没有降到零，所以会有一个整流管反向回复时间带来的损耗。

另外CCM的负载在空载到满载变化时，会经历DCM → CRM → CCM三个阶段，当从DCM到CCM过渡时，传递函数会发生变化，容易震荡；当占空比比较大时容易产生次谐波震荡，往往需要加斜率补偿。

$ 6 李雄杰 9 彩色电视机开关电源原理与维修集萃 9 北京： 电子工业出版社，$+++ 阮新波等 9 直流开关电源的软开关技术 9 北京：科学出 版社，6&&&
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由 !"#$%&’ 组成的准谐振反激式开关电源
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去磁检测控制
收稿日期：6&&3 &2 $* !"#$%&’&脚为去磁检测输入，这可确保 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! @=4 /C E?1A:4 ;H@; /; H@C <H@?@<;:?/C;/<C 1> H/GH E?:</C/1= @=4 G114 （上接第 +3 页） &’()*+,) 5:;:<;/1= 1> ?:@<;/A: <B??:=; /C @= /DE1?;@=; E?:D/C: ;1 ?:@I ;/D: E:?>1?D@=<: ;H?1BGH M@;I@L C/DBI@;/1= @=4 C1>;F@?: :DBI@J ;/1= 1> ..( <1=4/;/1=9 -./01*2( 5(P ?:@<;/A: <B??:=; 4/G/;@I >/I;:? ..(
! 电路实现
!"# 电路组成 欲将反激式开关电源设计成准谐振变换方式， 可采用具有去磁检测控制功能的开关电源专用集成 电路，如 !"#$%&’、 (!)*’&+ 等。 图 % 电路可供参考，主要元件有：控制电路 !"#$%&’、场效应开关管 ,!$ 、开关变压器 !、谐振 电容 ! % 、光耦合器 ,-. 等，其中 !"#$%&’ 内部含 有压控振荡、逻辑控制、频率控制、输出驱动、电 流检测、过压保护、过载保护、过热保护、启动电 流源等电路。来自桥式整流后的直流电压 " / （约 0&&,）经 ! 中 心 抽 头、 #$ 到 达 !"#$%&’ 的 ! 脚， !"#$%&’ 开 始 工 作，工 作 后 的 !"#$%&’ 由 " 脚 供 电。 !"#$%&’ 的 # 脚 输 出 开 关 脉 冲，控 制 开 关 管 ,!$ 的开通与关断，从而控制流过 ! 一次绕组的电 流，并将开通期间存储在一次绕组中的能量传递给 关断期间的二次绕组，产生 " 1 输出电压。输出电 压经 # 2 、 #+ 取样及 ,!0 比较放大，再经光耦合器 ,-. 对 !"#$%&’ 的$脚设置反馈控制电压，以达到 稳定输出电压之目的。 !"#$%&’ % 脚外接软启动电 容 ! 3 ，过 流 检 测 电 阻 #% 上 的 电 压 也 经 #3 加 到 !"#$%&’%脚。

基于TEA1751的反激式准谐振开关电源的设计摘要：准谐振是一种能够实现零电压开通，减少开关损耗，降低EMI噪声的变换方式。

该文介绍了准谐振变换的工作原理，设计并实现了一种采用芯片TEA1751为控制电路的准谐振反激式开关电源。

与传统的反激式硬开关变换器相比，减少了开关管的开关损耗，提高了开关电源的效率。

关键词：开关电源；准谐振变换；零电压开关中图分类号：文献标识码：文章编号：0 引言随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于电子设备，是当今电子信息产业不可缺少的一种电源方式[1]。

由于开关电源频率的提高，开关电源苦工作在硬开关状态，开关管开通时，开关管的电流上升和电压下降同时进行。

关断时，电压上升和电流下降也同时进行。

电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高而急剧增加。

为了提高电源的效率，就必须减少开关管的开关损耗。

也就是要求开关电源工作在软开关状态。

软开关技术实际上就是利用电容与电感的谐振，以使开关管上的电压或通过开关管的电流按正弦或者准正弦规律变化，在减少开关损耗的同时也可控制浪涌的发生。

在软开关技术中，有全谐振、准谐振、多谐振等变换方式[3]。

本文引入准谐振变换方式来提高开关电源的效率。

1 反激式准谐振变换基本工作原理图1反激式准谐振开关电源的原理图图1所示为反激式准谐振开关电源的原理图，其中：RP 包括变压器初级绕组的电阻以及线路电阻，T为开关变压器，Lm 为初级励磁电感量，Llk为初级绕组漏感量，VT为MOS开关管，VD为整流二极管，Co为滤波电容，电容Cr 为缓冲电容，也是谐振电容，包括开关管VT 的输出电容COSS ，变压器的层间电容以及电路中的其他一些杂散电容。

图2反激式准谐振开关电源的工作波形准谐振变换的工作波形如图 2 所示，在准谐振变换中，每个周期可分为4个不同的时间段，各时间段分析如下：（1）t0～t1 时段开关管导通，输入电压全部加到初级电感（包括励磁电感Lm和漏感Llk）上，电感电流以斜率线性增大。

电源与节能技术R 2023年5月25日第40卷第10期· 93 ·Telecom Power TechnologyMay 25, 2023, Vol.40 No.10申宏伟，等一种基于准谐振技术的反激电源设计AUXCSV 700 VNCP1380D CS Ct DRVFault FB Gnd VCC ZCD U R 6MΩOptocouler_CBU R 10 kΩQ ndf06n60zR 1kΩR 820 mΩVCC R 10 mΩR 22 ΩCSR 12ΩR 1 kΩR 49.9 kΩP1P2TX2S TL431_CBU R 3 kΩR 80ΩR 250 mΩVFaultR 510 ΩR 10Q PN2907A R 10mΩR2130mΩDRV R 200 mΩR 20 kΩVINR 6MΩR 1kΩR 600 kΩR 22ΩR 10.7 kΩVFBC131.36mF IC=0L 3.5mΩ IC=0C 100 pFC 1nFIC=0L 30 μF IC=0I outVOUT VOUTC 220 pF C 20pF IC=0C 47μF IC=0 +C 100 pF IC=0D1N4937VdrainD BZX7920V/PSD DN4148VFBZCD+C 47nF IC=0C 10nF IC=0C 4.7 μF IC=16.95D DN4148D MBR20200CTP+C 1nF IC=0+C 1.4mF IC=0D MUR160RLL 2.2 μF IC=0CSVINDRVVINVCC VINDRV VFB AUXVCC ZCD D DN4148图4 基于准谐振技术的反激电源仿真模型时间/ms5μs/格38.88038.88538.89038.89538.90038.90538.910Y2-0.200.20.40.60.81.0U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.81.0 1.0时间/ms5μs/格44.73544.74044.74544.75044.75544.76044.765Y2100200300400500600700800900U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.8（a ）15 W ，第4谷底触发（b ）30 W ，第3谷底触发时间/ms5μs/格46.27546.28046.28546.29046.29546.300Y2100200300400500600700800900U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.81.0时间/ms2μs/格47.02047.02247.02447.02647.02847.03047.03247.03447.03647.03847.040Y2100200300400500600700800900U d r a i n / k VY1-00.20.40.60.81.0（c ）45 W ，第2谷底触发（d ）60 W ，第1谷底触发图5 不同负载条件下U ds 的仿真波形4 实验验证基于准谐振技术的反激电源样机实物照片如图6所示。

控制IC的选择
准谐振控制IC可以选NCP1207 或者ICE1QS01/2 价格：NCP1207略贵于UC2842
2.1、DC/DC准谐振变换器
72V蓄电池电压等级 输出12V/12.5A
电路结构
准谐振反激式 控制芯片：NCP1207 输出整流采用智能同步整流器，用分立元件 控制
消除开通损耗的方法
除此以外，开关管的漏-源极之间的寄生电容器以及 线路中的寄生电容，在开关管开通时也会造成损 耗。 如何采用最简化的电路获得最好的效果？ 基本方法：在开关管漏-源极电压为零时开通—零电 压开通，这在反激式电路拓扑中比较难以实现。如 何采用最简单的电路实现？ 基本思路：在开关管漏-源极电压为极小值时开通开 关管，这时电容器上的电压最低、储能最低！
Ein 1 T 4 2 Q 1 3 C 2 3
开关管的开通损耗的减小或消除
开关管的漏-源极并接电容 器可以有效的减小开关管的 关断损耗，但是电容器上的 电压复位还像常规技术那样 用RCD方式，开关管的关断 损耗的减小就会被RCD电路 的复位损耗所抵消，甚至 RCD复位损耗明显大于开关 管的关断损耗。 因此要寻求一种电容器电压 的无损耗复位方式。
Ein 1 T 4
2 2 R D
3
Q 1 3 C
开关管的开通损耗的减小或消除2
要使得电容器电压复位并且 无损耗，需要采用LC复位 方式，如无源无损耗缓冲电 路可以消除电容器复位损 耗。 实际上，无源无损耗缓冲电 路也存在着一定的损耗，如 复位电感的损耗，二极管的 损耗，大概消耗掉整机效率 的2~3%甚至更高； 如果这些损耗“消除”，那么 反激式开关电源的效率会有 进一步的提高。
谷底开通的波形
重负载时开关管在第一个 漏-源电压的极小值处开通 负载减轻后开关管在第二个 漏-源电压极小值处开通

TEA1751GreenChipⅢ SMPS开关电源控制芯片Rev. 01 — 10 July 2008产品数据手册1.概述:GreenChip Ⅲ是第三代绿色开关电源(SMPS)控制芯片。

TEA1751(L)T(TEA1751T和TEA1751LT)将功率因数校正（PFC）控制器和反激式(FLYBACK)开关电源控制器集成在一起。

它的集成度高，外接元件少，因而使电源设计的成本低而效率高。

其特殊内置的绿色功能使其在任何功率等级时的效率都很高。

在大功率时它保持在谷底转换的准谐振状态，在低功率时反激控制器减少工作频率同时功率因数控制器关闭使整个变换器其保持在高效率。

在低功耗条件下反激控制器减少工作频率同时并限制峰值电流被为最大值的25%。

这就确保了在低功率时也高效，使其有良好的待机性能和减小了变压器的噪声。

TEA1751(L)T为多片模式（MCM），内部含有2片。

TEA1750专有的高压BCD800工艺使其可以直接从整流后的主高压供电线路高效绿色的起动。

片内第二个低压工艺则实现精确的高速保护和控制功能。

TEA1751(L)T外接元件很少 ，可以很容易的设计出250W以下高效可靠的电源。

2.特点2.1 与众不同的特点集成功率因数校正PFC和反激式开关电源控制器。

世界电压输入范围（70－276VAC）。

双升压PFC和准确的最大输出电压。

集成度高，外接元件少，性价比好。

2.2 绿色特性片上启动电流源。

2.3 PFC部分的绿色特性采用谷电压/零电压转换，使开关损耗最小。

频率限制以减小开关损耗。

在反激输出端负载很低时PFC功能关闭。

2.4 反激部分的绿色特性采用电压谷转换使开关损耗最少。

低功率输出时最小峰值电流固定同时频率减小以保持稳定的高效率。

2.5 保护特性系统出现故障时安全重启动。

对PFC控制器和FLYBACK反激转换都进行去磁均值检测实现连续模式保护。

欠压保护（UVP）（过载时折返保护）。

PFC控制及反激控制均可实现精确的过压保护（OVP）（反激控制过压保护可调节）。

准谐振式开关电源的设计
摘要
随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的丁作、生活的关系FI益密切， 而电子设备都离不开可靠的电源。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、待殊用 途设备、仪器仪表、半导体制冷制热等领域。
冃前，开关电源以小型、轻虽利高效率的特点被广泛应用于电子设备，是曲今电 子倍息产业不可缺少的一种电源方式。丨1前由于开关电源频率的提高，需耍减少开关 损耗。谐振电路，以使开关上的电斥或通过开关的电流呈止弦波，在减少开关损耗的 同时也可控制浪涌的发生，这种方式的开关电源称为谐振式开关电源。
近年来.为了实现更高的效率和更小的体积.开关电源的T.作频率有了很大的提高。 高丁•作频率能够减小外閘电感和电容的大小，从而减少系统的体积。而且由于集成电路器 件本身的发展，已经有能力提供丁作复杂的高频控制集成电路芯片。
然而，随着工作频率的不断上升，由于高频造成的开关损耗逐渐成为了一个严重的问 题。尤其是如果T•作频率不变，开关损耗不变，随看负载的不断减轻，系统的效率会随之 下降。因此，为了保持电源的效率，新一代的开关电源芯片在丁•作频率上不能再一味追求 高的「•作频率，而需要仔细分析和处理开关损耗问题。在轻载时，通过降低丁.作频率以减 少开关损耗，希望能保持高效率。因此，在不同负载下采用不同的T•作频率以提高效率的 一个趋势。
准谐振开关电源使开关电源的可靠性、纹波干扰等问题得到很大改善，材料成本 不增加而体积、重量却可以大大减少。除此之外，谐振式开关电源电路还可以克服PWM方式対负载的瞬态响应较差和易辐射等缺点，利用高频驱动的作用，降低损耗， 提高效率，减少噪声。其中，部分谐振方式，将会成为主流技术。部分谐振转换电路 技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存 在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的丁作，以使得该项技术得以实用化。

准谐振反激式电源设计之探讨
准谐振反激式电源基于开关电源的工作原理，通过变换器来将输入电
压转换为所需的输出电压。

与传统的开关电源相比，准谐振反激式电源采
用了谐振技术，能够使开关管的开关损耗降低并提高转换效率。

同时，准
谐振反激式电源在输出电压波形方面更接近理想正弦波，减小了输出电压
的谐波含量。

在准谐振反激式电源的设计中，选择关键元件是非常重要的。

首先是
选取合适的开关管，一般采用功率MOSFET管。

这些MOSFET管具有较低的
导通压降和开通失真，能够提高电源的效率和稳定性。

其次是选取合适的
谐振电感和谐振电容，这些元件的选取需要考虑到工作频率、输出功率和
电源的效率等因素。

除了关键元件的选择，准谐振反激式电源的设计流程也是十分重要的。

设计流程一般包括以下几个步骤：确定输出电压和输出功率的要求，计算
开关管和谐振元件的参数，进行电路拓扑结构的选择，进行电路仿真和优化，最后进行实际电路的搭建和测试。

在进行电路仿真和优化时，可以使用一些专业的电路仿真软件，如PSPICE或SIMPLIS等。

通过仿真可以得到电路的工作性能参数，对电路
进行优化和调整。

在电路搭建和测试时，可以使用示波器、电压表等仪器
来检测电路的工作情况和性能。

总之，准谐振反激式电源是一种非常重要的开关电源模式。

在设计准
谐振反激式电源时，需要选择合适的关键元件，并进行电路仿真和优化。

只有经过严谨的设计流程和实际验证，才能得到高效、稳定的电源系统。

准谐振反激式开关电源设计作者：李惺靳丽钱跃国李向锋来源：《现代电子技术》2013年第21期摘要：设计了一种基于UCC28600控制器的准谐振反激式开关电源电路，分析了准谐振反激式开关电源的工作原理及实现方式，给出了电路及参数设计和选择过程，以及实际工作开关波形。

实验证明，准谐振反激式开关电源具有输入电压范围宽、转换效率高、低EMI、工作稳定可靠的特点。

准谐振技术降低了MOSFET的开关损耗，提高产品可靠性。

此外，更软的开关改善了电源的EMI特性，允许设计人员减少滤波器的数目，降低了产品成本。

关键词：准谐振；反激； CRM； DCM； FFM； UCC28600中图分类号： TN710⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）21⁃0148⁃04准谐振转换是十分成熟的技术，广泛用于消费产品的电源设计中。

新型的绿色电源系列控制器实现低至150 mW的典型超低待机功耗。

本文将阐述准谐振反激式转换器是如何提高电源效率以及如何用UCC28600设计准谐振电源。

1 常规的硬开关反激电路图1所示为常规的硬开关反激式转换器电路。

这种不连续模式反激式转换器（DCM）一个工作周期分为三个工作区间：（[t0～][t1]）为变压器向负载提供能量阶段，此时输出二极管导通，变压器初级的电流通过Np：Ns的耦合流向输出负载，逐渐减小；MOSFET电压由三部分叠加而成：输入直流电压[VDC、]输出反射电压[VFB、]漏感电压[VLK。

]到[t1]时刻，输出二极管电流减小到0，此时变压器的初级电感和和寄生电容构成一个弱阻尼的谐振电路，周期为2π[LC]。

在停滞区间（[t1～][t2]），寄生电容上的电压会随振荡而变化，但始终具有相当大的数值。

当下一个周期[t2]节点，MOSFET 导通时间开始时，寄生电容（[COSS]和[CW]）上电荷会通过MOSFET放电，产生很大的电流尖峰。

由于这个电流出现时MOSFET存在一个很大的电压，该电流尖峰因此会做成开关损耗。

摘要本文介绍了目前开关电源领域的发展概况，和典型开关电源主电路的拓扑结构。

分析了存在于开关电源中的影响电源效率的因素，提出了当今高效率功率变换要解决的问题，那就是开关管的开关损耗问题，分析了一种提高开关电源效率的实现方法----准谐振开关电源。

论文针对主电路中各主要元件参数进行了具体计算。

确定各分电路和所选元器件。

在控制电路设计中，经过综合比对选用开关电源专用芯片UC3867作为主要控制芯片，结合信号检测技术，设计具有完善控制和保护功能的电源系统，开关电源的效率达到85%以上。

关键词变换器软开关效率AbstractThe current development of switching power supply field is introduced. And various topology structures of main circuits of Switch power supply(SPS). Ingredients that affect the efficiency of SMPS are analized. Major problems that need to be solved in high efficiency power convert are put forward, include loss of switch, loss while switching on and etc. High efficiency power convert idea is put forward: quasi- resonant switching power supply.the parameters of main components of main circuit are computed. Determine the sub-circuit and the selected components. At the same time, it points out the key factors. After comprehensive comparison,UC3867 chip is selected as the main control chip in designing of control circuit. The technology of detection is combined to compose the power supply system, which designs the perfect control and protection function.The efficiency of switching power supply is more than 85%.Keywords:converter soft switching technology efficiency目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2选题的目的和意义 (2)1.3课题可行性分析 (3)2 开关电源 (4)2.1开关电源的种类及特点 (4)2.2开关电源的效率分析 (14)3 电路设计 (16)3.1软开关电路的种类、特点 (16)3.2软开关电路的选用原则 (19)4 准谐振开关电源的设计 (22)4.1主电路的设计 (22)4.2软开关的设计 (24)4.3控制电路的设计 (27)4.4交流滤波整流输入的设计 (34)5 结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录一控制电路图 (40)附录二原理图总图 (41)1 绪论1.1引言随着电力电子技术的告诉发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备控制设备等都已广泛地使用了开关电源，正是由于开关电源的广泛应用和普及，使开关电源技术得到迅速发展。

谐振式开关电源电路图大全（准谐振反激式电源滤波器开关电源）谐振式开关电源电路图（一）谐振式开关电源电路图（二）准谐振反激式开关电源原理分析准谐振反激式开关电源基本原理和等效原理图如图1、2所示。

其中Lm为原边励磁电感，Lk为原边漏感。

电容Cd包括主开关管Q的输出电容Coss，变压器的匝间电容以及电路中的其他一些杂散电容。

Rp为初级绕组的寄生电阻，包括变压器原边绕组的电阻，铜线的高频趋肤效应、磁材料的损耗以及辐射效应的等效电阻。

准谐振反激式开关电源工作在DCM或CRCM状态，副边二极管电流下降到零之后，电容Cd，原边电感Lp=Lm+Lk以及电阻Rp构成一个RLC谐振电路，主开关管Q两端电压Vds将产生振荡。

传统的反激式开关电源主开关管可能Vds振荡波形任一点处开通，视负载情况而定。

而准谐振反激式开关电源，不管负载情况如何，总是在当检测到Vds波形振荡到谷底时，控制器控制主开关管Q开通，降低主开关管Q的开通损耗，同时使得输出电容Cd上的能量损耗达到最小，波形图如图3所示。

图3准谐振模式的实现准谐振模式实现的具体电路如图4、5所示，辅助绕组电压检测信号与控制芯片的7脚相连。

在开关关断期间，如果检测7脚电压偏低及处于振荡的波谷时，通过芯片内部三个比较器，使得芯片内部的QR_DONE信号由0变为1，从而影响芯片内部的振荡器，开启下一周期。

谐振式开关电源电路图（三）准谐振电路分为零电压和零电流模式，理论上也有很多方法能实现准谐振变换，但是由于涉及到比较高的电压，很多方法并不适用于无输入变压器的所谓离线开关电源。

离开实际的电路很难讨论准谐振的原理，我们首先分析一下常见的反激式开关电源工作过程，然后探讨在反激式开关电源中引入零电压ZVC准谐振的方法。

如图2所示为反激式开关电源的基本电路原理图。

VT为开关管，T为高频变压器，D1为整流管，Vin为输入的直流电压，经初级绕组LP加到开关管的漏极（集电极），假定负载二极管为理想的开关。