源鉗位反激控制器（UCC28780）其在提高功率密度方面的優(yōu)勢(shì)

本文是德州儀器（Texas Instruments）發(fā)布的關(guān)于有源鉗位反激控制器（UCC28780）的應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)，介紹了其在提高功率密度方面的優(yōu)勢(shì)，主要內(nèi)容包括：
*附件：源鉗位反激控制器（UCC28780）其在提高功率密度方面的優(yōu)勢(shì).pdf

1. 應(yīng)用背景 ：在低功率 AC-DC 離線電源轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中，不連續(xù)模式準(zhǔn)諧振反激（QRF）轉(zhuǎn)換器因元件數(shù)量少且能實(shí)現(xiàn)谷值開(kāi)關(guān)以提高效率而被廣泛使用，但行業(yè)趨勢(shì)是在不增加發(fā)熱的情況下提高開(kāi)關(guān)頻率以減小磁性元件尺寸和增加功率密度。
2. 被動(dòng)鉗位功耗問(wèn)題
   • 為保護(hù)反激轉(zhuǎn)換器中的主開(kāi)關(guān)，需使用二極管鉗位或 RCD 鉗位，但它們會(huì)消耗功率并產(chǎn)生熱量，降低系統(tǒng)效率，且鉗位功率損耗隨開(kāi)關(guān)頻率增加而增加。
   • 公式描述了被動(dòng)鉗位功耗，其中是主開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)鉗位電壓，是變壓器匝數(shù)比，是變壓器峰值初級(jí)電流，是開(kāi)關(guān)頻率。
3. 有源鉗位優(yōu)勢(shì)
   • 有源鉗位由鉗位開(kāi)關(guān)和鉗位電容組成，能回收泄漏電感能量，幾乎無(wú)損耗，適用于高頻設(shè)計(jì)（200kHz 及以上）。
   • 通過(guò)允許雙向鉗位電流，泄漏能量可在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期通過(guò)變壓器初級(jí) - 次級(jí)匝數(shù)比返回輸出端。
4. 谷值開(kāi)關(guān)功耗問(wèn)題
   • QRF 轉(zhuǎn)換器的谷值開(kāi)關(guān)操作比硬開(kāi)關(guān) DCM 反激轉(zhuǎn)換器更高效，但仍有隨開(kāi)關(guān)頻率和輸入電壓增加的開(kāi)關(guān)損耗。
   • 公式描述了 QRF 開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)損耗，其中是開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電容。
5. 有源鉗位反激控制器（UCC28780）工作原理及優(yōu)勢(shì)
   • UCC28780 可利用的雙向電流和變壓器初級(jí)電流，不僅存儲(chǔ)和回收泄漏能量，還存儲(chǔ)部分初級(jí)勵(lì)磁電感能量，通過(guò)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間，產(chǎn)生負(fù)初級(jí)電流實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS），比 QRF 更高效。
   • 實(shí)現(xiàn) ZVS 可使電源在更高開(kāi)關(guān)頻率（200kHz 或更高）下工作，減少磁性元件尺寸，提高功率密度，設(shè)計(jì)人員已實(shí)現(xiàn) 94% - 95% 的效率。

審核編輯 黃宇