用于準(zhǔn)諧振反激式變換器的新型數(shù)字系統(tǒng)解決方案(08-100)

　　內(nèi)置數(shù)字軟啟動(dòng)功能

　　ICE2QS02具備的軟啟動(dòng)功能是一種數(shù)字時(shí)基功能。在啟動(dòng)階段開始時(shí)，IC提供持續(xù)時(shí)間為20毫秒的軟啟動(dòng)，共分為五步。在此期間，最大初始電流由內(nèi)部參考電壓予以限制。內(nèi)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(jí)上升。因此，在軟啟動(dòng)期間，Vcs(綠色線)逐級(jí)上升，從而將開關(guān)、二極管和變壓器的開關(guān)應(yīng)力有效控制在最小范圍內(nèi)。

　　數(shù)字折彎點(diǎn)校正

　　當(dāng)母線電壓上升時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間縮短，工作頻率相應(yīng)增加。這樣一來，相對(duì)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(nèi)部折彎點(diǎn)校正電路會(huì)根據(jù)總線電壓調(diào)整Vcs電壓的極限。此時(shí)，流出ZC管腳的電流被用來檢測(cè)功率MOSFET導(dǎo)通期間的輸入線電壓。如果該電流大于500μA，則根據(jù)該電流與500μA這一閥值之間的差額生成一個(gè)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(guān)系，如圖2所示。由于采用數(shù)字解決方案，ICE2QS02可以比常規(guī)的模擬解決方案更方便地實(shí)現(xiàn)這種非線性關(guān)系。另外，采用數(shù)字模塊后，控制性能受IC的生產(chǎn)公差的影響也很小。

　　圖 2 VCS極限電壓隨Vin電壓的變化

　　設(shè)計(jì)實(shí)例

　　本文介紹了一個(gè)采用ICE2QS02G的80W準(zhǔn)諧振反激式開發(fā)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(guān)頻率設(shè)定為67kHz。

　　設(shè)計(jì)技巧

　　除ICE2QS02G中采用的數(shù)字降頻策略外，較高的反射電壓也對(duì)準(zhǔn)諧振反激式產(chǎn)品設(shè)計(jì)比較有利，因?yàn)檩^高的反射電壓可以在降低峰值電流的同時(shí)提供更長的占空比、實(shí)現(xiàn)真正的零電壓開關(guān)并顯著降低次側(cè)電壓應(yīng)力。英飛凌的800V CoolMOS產(chǎn)品在提高阻斷電壓的同時(shí)，降低了傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗，從而可以優(yōu)化變壓器的設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)更高效率的同時(shí)，改善其EMI性能。