王道:反激電源及變壓器設(shè)計寶典
同樣,設(shè)定瞬態(tài)掃描,時間10ms,步長10ns,看看穩(wěn)態(tài)時的波形吧:
t0時刻,MOS開通,初級電流線性上升。
t1時刻,MOS關(guān)斷,初級感應(yīng)電動勢耦合到次級向輸出電容轉(zhuǎn)移能量。漏感在MOS上產(chǎn)生電壓尖峰。輸出電壓通過繞組耦合,按照匝比關(guān)系反射到初級。這些和CCM模式時是一樣的。這一狀態(tài)維持到t2時刻結(jié)束。
t2時刻,次級二極管電流,也就是次級電感電流降到了零。這意味著磁芯中的能量已經(jīng)完全釋放了。那么因為二管電流降到了零,二極管也就自動截止了,次級相當于開路狀態(tài),輸出電壓不再反射回初級了。由于此時MOS的Vds電壓高于輸入電壓,所以在電壓差的作用下,MOS的結(jié)電容和初級電感發(fā)生諧振。諧振電流給MOS的結(jié)電容放電。Vds電壓開始下降,經(jīng)過1/4之一個諧振周期后又開始上升。由于RCD箝位電路的存在,這個振蕩是個阻尼振蕩,幅度越來越小。
t2到t3時刻,變壓器是不向輸出電容輸送能量的。輸出完全靠輸出的儲能電容來維持。
t3時刻,MOS再次開通,由于這之前磁芯能量已經(jīng)完全釋放,電感電流為零。所以初級的電流是從零開始上升的。
從CCM模式和DCM模式的波形中我們可以看到二者波形的區(qū)別:
1,變壓器初級電流,CCM模式是梯形波,而DCM模式是三角波。
2,次級整流管電流波形,CCM模式是梯形波,DCM模式是三角波。
3,MOS的Vds波形,CCM模式,在下一個周期開通前,Vds一直維持在Vin+Vf的平臺上。而DCM模式,在下一個周期開通前,Vds會從Vin+Vf這個平臺降下來發(fā)生阻尼振蕩。
所以,只要有示波器,我們就可以很容易從波形上看出來反激電源是工作在CCM還是DCM狀態(tài)。
另外,從DCM的工作波形上,我們也可以得到一些有意義的提示。
例如,假如我們控制使次級繞組電流降到零的瞬間,開通MOS進入下一個周期。這樣可以有效利用占空比,降低初級電流峰值和RMS值。
這種工作方式就是叫做CRM方式。可以用變頻帶電流過零檢測的IC來控制。例如L6561MC34262等。
還有一種方式,就是次級電流過零后,MOS結(jié)電容和初級電感諧振放電,我們假如讓MOS在Vds降到最低點的時候開通,那么可以有效降低容性開通造成的能量損失。這種就是前面提到過的QR準諧振模式。這樣的控制IC現(xiàn)在也有很多。
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