w隔离反激式ac-dc电源设计

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1、6W隔离反激式AC/DC电源设计-电气论文6W隔离反激式AC/DC电源设计冯欣宇，黄阿娟（中国电子科技集团公司第十六研究所安徽万瑞冷电科技有限公司，安徽合肥230088）摘要：介绍了基于UCC28910的5V/1.2A隔离反激式开关电源。电路结构简单，所需外部元件较少，有效减少了电路板占用面积。电源可实现AC85~265V宽电压输入，在无需光耦合器的情况下实现恒定电压与恒定电流输出。具有700V高压启动和小于30mW待机功耗的特点。采用DCM模式减少开关损耗，符合EnergyStarEPS2.0标准。关键词：反激式开关电源；UCC28910；AC

2、/DC电源；高压启动中图分类号：TN86?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）16?0152?04收稿日期：2015?03?030引言目前空间技术、计算机、通信、雷达、电视及家用电器中的电源逐渐被开关电源取代。传统的串联稳压器，调整管总是工作于放大区，流过的电流是连续的。缺点是承受过载和短路的能力差、效率低，一般只有35%~60%。开关电源的调整管工作在开关状态，功率损耗小，效率可高达70%~95%。此外开关频率工作在几十kHz，滤波电感、电容可用较小数值的元件，允许的环境温度也可以大大提高[1]。常见到离线式开关变换器（o

3、ff?lineSwitchingConverter）是AC?DC变换，也常称开关整流器；它不单是整流的意义，而且整流后又作了DC?DC变换。离线并不是变换器与市电线路无关的意思，只是变换器中因有高频变压器隔离，故称离线[2]。UCC28910专门用于隔离反激式电源，在无需光耦合器的情况下提供恒压或恒流输出。此器件组合有一个700V功率场效应晶体管（FET）和控制器，控制器处理来自辅助反激式绕组以及功率FET的运行信息，以提供精准的输出电压和电流控制。非常适合用于手机、平板电脑和照相机的交流和直流适配器、充电器、电能计量、电视待机开关模式电源、服务

4、器、大型家电、LED驱动器等。1电路设计本设计的电路原理图如图1所示。采用原边控制方式，即变压器能量转换到副边时辅助绕组测量输出电压。UCC28910内置了700V的MOSFET，很大程度上简化了电路设计。VS管脚的功能有3个：（1）为电压控制回路提供输出电压的信息。输出电压反馈值采样是在变压器次级电流退磁时完成；（2）提供定时信息来完成谷底开关和变压器次级电流占空比；（3）采样大容量电容（BulkCapacitor）输入电压以提供欠压关断。其中功能（1），（2）是在MOSFET关断时进行的，功能（3）是在MOSFET导通辅助绕组为负电压时完成的

5、。IPK管脚外接电阻可以设定功率FET峰值电流的最大值。DRAIN管脚连接到内部功率FET的漏极，同时提供高压电流源的启动电流。设计中使用整流桥DB106S（600V/1A）完成对交流输入的整流。C1，C2与L1，L2构成输入EMI滤波器。R1，R2用来抑制输入滤波器振荡，同时防止ESD脉冲在L1与L2上形成大电压。R5，C3，D2，D3构成原边电位钳，防止在场效应管关断时UCC28910的漏极电压超过FET的击穿电压；同时起到缓解UCC28910关断电压造成的EMI电流。电容C3的值不能取太高，充电时间要短。R5的值也不宜取太大，以免电阻上的额

6、外压降导致过高的漏极电压。C4为去耦电容，应选择低ESR/ESL类型的电容器，尽量靠近芯片引脚放置，并直接返回到芯片的参考地平面。控制器的偏置电压由变压器辅助绕组、D4，R7，C5来提供。R9用来设定启动电压阀值。R8用来设定输出电压值。R3，R4共同来设置输出最大电流值。变压器次级线圈侧的C6，R10用来降低D5管的开关噪声。R12用于调整空载输出电压。UCC28910设置有丰富的保护功能，为整个设备的安全运行提供保障。（1）当实际输出电压为标称输出电压的115%时会产生输出过压保护，器件停止工作；（2）控制器会检测连续的3个开关周期，如果符合

7、输入电压过低的条件将会触发保护；（3）内部过温保护阀值为150℃并有50℃的迟滞。过温保护后器件温度必须降到100℃左右时才能再继续工作；（4）漏极过电流也会触发保护；（5）根据漏极峰值电流的大小功率FET的最大导通时间也设置有保护；（6）如果VDD内部钳位器中的电流超过6mA，器件也会自动保护停止工作。UCC28910最大开关频率的选择应该在效率要求与变压器尺寸之间权衡。一般来讲降低开关频率会提高效率，提高开关频率可以减小变压器尺寸。器件的极限开关频率为115kHz，所以实际使用的开关频率最大值需满足以下条件：式中：KAM为初级最大最小峰值电流

8、比；KCC为恒电流模式下次级二极管导通占空比；fSW（max）为最大开关频率，它们的典型值可以在手册中查到。经过试验tDMAG（min）