兩級式開關(guān)電源適配器方案研發(fā)之DC-DC極設(shè)計(jì)

在上一篇文章中，我們分享了一種兩級式開關(guān)電源適配器的PFC極設(shè)計(jì)方案，并對其設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹。接下來，我們將會(huì)繼續(xù)就這一筆記本電腦適用的開關(guān)電源適配器設(shè)計(jì)進(jìn)行簡析，并針對其DC-DC極的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)思路展開詳細(xì)介紹，下面就讓我們一起來看看吧。

在了解了這一開關(guān)電源適配器的PFC級工作原理和電路設(shè)計(jì)情況之后，接下來我們需要完成的是DC-DC級的設(shè)計(jì)工作。本方案所設(shè)計(jì)的雙極式電源適配器采用反激式DC-DC變換器，其變壓器的損耗較大、溫升高，而體積也比較大。為了達(dá)到最佳優(yōu)化目標(biāo)，我們選擇采用兩路反激變換器交錯(cuò)并聯(lián)的方案，這樣每個(gè)變壓器只傳輸60W的功率，輸入電流的有效值小，可有效解決上述問題。為保障效率，我們采用電流斷續(xù)工作模式，消除輸出整流管反向恢復(fù)引起的電壓尖峰。下圖中，圖1是交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器的主要波形，輸入電流與輸出電流均倍頻，紋波大大減小，輸出的濾波電容可大大減小。

圖1 反激變換器交錯(cuò)并聯(lián)變換器主要波形

在這一筆記本電腦開關(guān)電源適配器的方案設(shè)計(jì)中，為了進(jìn)一步提高電源適配器的轉(zhuǎn)化效率，減少能耗損失，我們所設(shè)計(jì)的這一DC-DC級的反激變換器采用具有能量恢復(fù)的電流型同步整流技術(shù)。

圖2 電流型自驅(qū)動(dòng)同步整流與主要波形

上圖中，圖2給出了的是具有能量恢復(fù)的電流型自驅(qū)動(dòng)同步整流電路的原理圖及其主要波形圖。從圖2所給出的電流型自驅(qū)動(dòng)同步整流電路圖中我們可以看到，當(dāng)同步整流管SR有電流流過時(shí)，電流從繞組n1的同名端流進(jìn)，從繞組n3的同名端流出，此時(shí)D1導(dǎo)通，有公式Vn3=Vo，Vn2=n2*Vo/n3，使SR開通。而當(dāng)流過SR的電流為零時(shí)，電流互感器磁恢復(fù)，磁化電流iLm從繞組n4的同名端流進(jìn)，此時(shí)D1關(guān)斷，D2導(dǎo)通。此時(shí)有公式vn4=-Vo，其中vn2=-n2*Vo/n4，則SR關(guān)斷。當(dāng)電流互感器磁恢復(fù)完成時(shí)，D1、D2均關(guān)斷，Vn2=0，SR仍然關(guān)斷。