準諧振軟開關反激變換器的研究

需要注意的是，由于電路中輸入電壓Vin會在一定范圍內變化，給電路的設計帶來了一定困難。特別是在寬范圍輸入場合，在整個輸入范圍內實現零電壓開通將會非常困難。另外，由于電路本質上工作在臨界斷續模式（DCM boundary）,開關頻率隨著輸入電壓或者負載的變化而變化，其工作頻率推導如下：

ton= （7）

tfw= （8）

fsw== （9）

由于電路工作在DCM boundary模式，因此有

Pin=Lpfsw （10）

可以推導出開關頻率fsw為

fsw= （11）

其中

fT= （12）

可見隨著輸入電壓的升高或者負載的減輕都會使開關頻率上升。

3 設計實例以及實驗結果

根據以上分析，設計了一個60W的準諧振軟開關反激變換器，控制采用ST公司最新推出的控制芯片L6565,其外部功能框圖如圖3所示。

圖3 L6565功能框圖

L6565采用電流控制方式，腳4用于檢測流過開關管的電流，腳1為電壓反饋輸入腳，腳2為內部運放輸出腳，腳1、2之間接一個PI補償網絡，腳7為驅動輸出腳。值得注意的是，與一般電流控制型芯片不同的是，L6565有一個電流過零檢測腳4，用來檢測副邊反激電流是否已經減小到零，一旦檢測到過零信號，經過一段延遲時間（tv）將使開關導通實現零電壓開通。

電源的主要參數如下：輸入電壓AC 90～265V，輸出電壓DC 12V，5A，最低開關頻率70kHz。

從圖4所示開關管兩端電壓波形可以看出，vds在反激輸出電流減小到零以后開始振蕩，當振蕩達到最低點后，開關重新導通，實現了零電壓開關。圖5所示的是開關管的電流波形。圖6所示的是輕載開關管兩端電壓波形。從式（12）可以看出在負載很輕的時候，開關頻率會很高，增加了電路的輕載或空載損耗。L6565針對準諧振電路這個缺點，在內部設置了一個最小關斷時間。從圖6可以看出，在第一次諧振到達最低時，如果此時關斷時間沒有超過內部設置的最小關斷時間，開關管將無法導通，vds將繼續振蕩，直到關斷時間超過最小關斷時間，開關管才能再次導通。圖7所示的是空載開關管兩端電壓波形，此時開關將進入間歇工作狀態，以降低開關頻率。電路的空載損耗可以小于1W，滿載效率可以達到85％。

圖4 滿載開關管兩端電壓波形(vds）