准方波谐振电源的谷底跳频问题解决方案v

作者：时间：2012-01-29 来源：网络收藏

谷底位置，并将控制器频率锁定在所选位置。这叫做“谷底锁定”技术。一旦控制器选定在某个谷底工作，它就保持锁定在这个谷底，直到输出功率大幅变化。实际上，可以通过监测反馈电压VFB来观测输出功率变化。需要计数器来给谷底计数。谷底锁定乃是通过使电源在特定输出负载下能有两个可能的工作点来实现。因此，当输出负载值使逐周期能量平衡所需的关闭时间介于两个邻近的谷底之间时，峰值电流允许增高到足以在下一个谷底找到稳定的工作点。

　　图5：就每个输出负载而言，在2个邻近的谷底中间都有相应的工作点

　　由于使用了这种技术，谷底跳频不稳定问题就不再存在，而且变压器中也听不到可听噪声。

　　这种技术的另一特征是其提供自然的开关频率限制。实际上，每次控制器谷底递增时，频率就以不同阶跃来降低，如图6所示。开关频率的降低取决于自由振荡周期：

(1.1)

　　其中： -Lp是初级电感

　　-Clump包括功率MOSFET漏极处存在的所有寄生电容(输出电容COSS，变压器电容等)

　　图6描绘了使用带谷底锁定功能的控制器(如安森美半导体的NCP1380)的适配器开关频率的变化过程。输入电压为均方根115 V时，开关频率漂移限制在65 kHz到95 kHz之间，且不须使用任何频率钳位。

　　图6：带谷底锁定功能的控制器开关频率相对于输出功率的变化

　　这种技术的另一优势在于优化了整个负载/输入电压范围(特别是高输入电压条件下)的能效。高输入电压时，不再有零电压开关工作：开关损耗增加。因此，举例来说，在第二个谷底而不是在第一个谷底工作或是在第三个谷底而不是在第二个谷底工作更有优势，从而使电源能够以较低的频率开关。图7很好地描绘了这种情况，此图中显示了控制器在第三个谷底或第四个谷底工作时，输出功率在24 W到34 W之间时的能效变化。从图中可以看出，在第四个谷底导通MOSFET提供的能效比在第三个谷底导通MOSFET高出0.3%。开关频率在第四个谷底时比在第三个谷底时低15 kHz。

　　图7：第三个谷底工作和第四个谷底工作实际应用案例中的能效差异

在集成电路中应用谷底锁定技术

　　安森美半导体制造的准谐振控制器NCP1379和NCP1380中应用了谷底锁定技术。实际上，使用了一组比较器在反馈引脚监测电压，并将信息馈送给计数器。每个比较器上的磁滞会锁定工作谷底。因此，就给定输出功率而言，有两种可能的工作点：确保稳定工作而没有谷底跳频。为了进一步提升轻载能效，基于压控振荡器的频率反走电路在输出功率减小时降低开关频率。下图显示的是NCP1380控制的19 V、60 W准谐振适配器的电路图。