用于準諧振反激式變換器的新型數字系統解決方案(08-100)

　　內置數字軟啟動功能

　　ICE2QS02具備的軟啟動功能是一種數字時基功能。在啟動階段開始時，IC提供持續時間為20毫秒的軟啟動，共分為五步。在此期間，最大初始電流由內部參考電壓予以限制。內部參考電壓從1.8伏上升至4伏，此后以0.55伏為增量逐級上升。因此，在軟啟動期間，Vcs(綠色線)逐級上升，從而將開關、二極管和變壓器的開關應力有效控制在最小范圍內。

　　數字折彎點校正

　　當母線電壓上升時，導通時間縮短，工作頻率相應增加。這樣一來，相對于恒定的初始極限電流，可能的最大輸出功率上升，而變換器可能不支持如此大的輸出功率。為避免這種情況，內部折彎點校正電路會根據總線電壓調整Vcs電壓的極限。此時，流出ZC管腳的電流被用來檢測功率MOSFET導通期間的輸入線電壓。如果該電流大于500μA，則根據該電流與500μA這一閥值之間的差額生成一個偏差值，用于降低Vcs的最大限額。在確保輸入功率恒定的情況下，可以通過模擬來確定Vcs-max與Vin之間的非線性關系，如圖2所示。由于采用數字解決方案，ICE2QS02可以比常規的模擬解決方案更方便地實現這種非線性關系。另外，采用數字模塊后，控制性能受IC的生產公差的影響也很小。

　　圖 2 VCS極限電壓隨Vin電壓的變化

　　設計實例

　　本文介紹了一個采用ICE2QS02G的80W準諧振反激式開發板，其輸入電壓范圍為交流85~265V，輸出額定功率為80W，輸出電壓/電流為20V/4A，在低電壓和滿載條件下的開關頻率設定為67kHz。

　　設計技巧

　　除ICE2QS02G中采用的數字降頻策略外，較高的反射電壓也對準諧振反激式產品設計比較有利，因為較高的反射電壓可以在降低峰值電流的同時提供更長的占空比、實現真正的零電壓開關并顯著降低次側電壓應力。英飛凌的800V CoolMOS產品在提高阻斷電壓的同時，降低了傳導損耗和開關損耗，從而可以優化變壓器的設計，在實現更高效率的同時，改善其EMI性能。