次级控制的单端正激变换器
摘要:对比了初级控制的单端拓扑与次级控制的半桥拓扑的异同,给出了次级控制的单端正激变换器拓扑。并介绍了一个由初级启动控制器UCC3960实现的实际电路及其实验结果。关键词:单端正激变换;初级控制;次级控制;启动控制器;脉冲边缘传输
引言
近几年来,随着电子及信息产业进一步向小型化、智能化发展,电源在这些产品中的地位越来越重要。开关电源以其体积小、重量轻、效率高得到了越来越广泛的应用。随着电子及信息产品性能指标的提高,与之配套的开关电源也出现了一些引人注目的变化。
新一代CPU,大规模集成电路中的逻辑电平越来越低,已从3.3V向2.5V,1.8V甚至1.5V,1.2V过渡,这就使传统的次级高频整流采用肖特基二极管方式的'开关电源的效率不能适应这一变化。虽然,同步整流技术解决了这一问题,但其驱动方式,在广泛应用于小功率开关电源中的,单端反激和单端正激拓扑中实现起来较为复杂。
低压的CPU或大规模集成电路中的供电电流都很大,如果用单一电源供电,电源的成本会大大提高,系统的可靠性也会大大降低。最佳的方案是采用N+1冗余供电方式,这就要求单个开关电源有均流功能。在通信电源等大功率系统中,均流技术已得到广泛应用,但在单端变换器组成的小功率系统中,实现均流是有一定难度的。
电子产品的智能化也要求开关电源智能化,如电源要有与CPU或微控制器的接口,接受信号以控制开/关电源,改变输出电压的大小等。
广泛应用的小功率单端(含反激和正激式)开关电源,由于其PWM控制器位于初级,很难实现上述功能。人们寻求一种新的电路拓扑使其既有上述新的功能,又保持传统单端拓扑的简单、廉价的特点,因而,一种次级控制的单端开关电源得到了应用。
1 拓扑回顾
目前,广泛应用的开关电源拓扑主要有单端反激式、单端正激式、半桥式、全桥式、推挽式等类型。如果以PWM控制器位于主变压器的初、次级来分,则有初级控制的单端反激式、单端正激式;次级控制的半桥式、全桥式、推挽式。
下面以单端正激式与半桥式拓扑为代表,讨论初级控制与次级控制的异同点。
初级控制单端正激式如图1所示。次级控制半桥式如图2所示。对比图1和图2两个电路,可知二者有以下不同。
1)启动和供电图1电路中,输入电源经R启动控制器,在系统正常后,则由辅助绕组为控制器供电。图2电路需要专用的辅助电源。辅助电源可以是通过工频变压器降压整流后带三端稳压器,也可以是另一个小功率的单端式开关电源。
2)驱动图1电路由控制器直接驱动开关管。图2电路由栅极驱动变压器驱动。
3)取样及反馈图1电路中输出取样经光耦隔离后送入控制器。图2电路中输出取样直接送入控制
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