反激開(kāi)關(guān)電源波形分析

在開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)中，400W以下的電源大約占了市場(chǎng)的70-80%，而其中反激式電源又占大部分，幾乎常見(jiàn)的消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品全是反激式電源。

兩種模式CCM和DCM

1、CCM（ContinuousConductionMode），連續(xù)導(dǎo)通模式：在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，電感電流從不會(huì)到0?；蛘哒f(shuō)電感從不“復(fù)位”，意味著在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)電感磁通從不回到0，功率管閉合時(shí)，線圈中還有電流流過(guò)。

2、DCM，（DiscontinuousConductionMode）非連續(xù)導(dǎo)通模式：在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，電感電流總會(huì)會(huì)到0，意味著電感被適當(dāng)?shù)亍皬?fù)位”，即功率開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電感電流為零。

兩種模式在波形上的區(qū)別

變壓器初級(jí)電流，CCM模式是梯形波，而DCM模式是三角波。

次級(jí)整流管電流波形，CCM模式是梯形波，DCM模式是三角波。

MOS的Vds波形，CCM模式，在下一個(gè)周期開(kāi)通前，Vds一直維持在Vin+Vf的平臺(tái)上。而DCM模式，在下一個(gè)周期開(kāi)通前，Vds會(huì)從Vin+Vf這個(gè)平臺(tái)降下來(lái)發(fā)生阻尼振蕩。（Vf次級(jí)反射到原邊電壓）。因此我們就可以很容易從波形上看出來(lái)反激電源是工作在CCM還是DCM狀態(tài)。

MOSFET在開(kāi)通和關(guān)斷瞬間寄生參數(shù)對(duì)波形的影響

（1）DCM（Vds，Ip）

在MOS關(guān)斷的時(shí)候，Vds的波形顯示，MOS上的電壓遠(yuǎn)超過(guò)Vin+Vf，這是因?yàn)?，變壓器的初?jí)有漏感。漏感的能量是不會(huì)通過(guò)磁芯耦合到次級(jí)的。那么MOS關(guān)斷過(guò)程中，漏感電流也是不能突變的。漏感的電流變化也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因?yàn)闊o(wú)法被次級(jí)耦合而箝位，電壓會(huì)沖的很高。那么為了避免MOS被電壓擊穿而損壞，所以我們?cè)诔跫?jí)側(cè)加了一個(gè)RCD吸收緩沖電路，把漏感能量先儲(chǔ)存在電容里，然后通過(guò)R消耗掉。

當(dāng)次級(jí)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?yàn)槎茈娏鹘档搅肆悖?a target="_blank">二極管也就自動(dòng)截止了，次級(jí)相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài)，輸出電壓不再反射回初級(jí)了。由于此時(shí)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(jí)電感發(fā)生諧振。諧振電流給MOS的結(jié)電容放電。Vds電壓開(kāi)始下降，經(jīng)過(guò)1/4之一個(gè)諧振周期后又開(kāi)始上升。由于RCD箝位電路以及其它寄生電阻的存在，這個(gè)振蕩是個(gè)阻尼振蕩，幅度越來(lái)越小。

f1比f(wàn)2大很多（從波形上可以看出），這是由于漏感一般相對(duì)較小;同時(shí)由于f1所在回路阻抗比較小，諧振電流較大，所以能夠很快消耗在等效電阻上，這也就是為什么f1所在回路很快就諧振結(jié)束的原因?。ň唧w諧振時(shí)間可以通過(guò)等效模型求解：二次微分方程估算）

（2）CCM（Vds，IP）

（3）其他一些波形分析（次級(jí)輸出電壓Vs，Is，Vds）

不管是在CCM模式還是DCM模式，在mosfet開(kāi)通on時(shí)刻，變壓器副邊都有震蕩。主要原因是初次及之間的漏感+輸出肖特基（或快恢復(fù)）結(jié)電容+輸出電容諧振引起，在CCM模式下與肖特基的反向恢復(fù)電流也一些關(guān)系。故一般在輸出肖特基上并聯(lián)-一個(gè)RC來(lái)吸收，使肖特基應(yīng)力減小。

不管是在CCM模式還是DCM模式，在mosfet關(guān)斷off時(shí)刻，變壓器副邊電流IS波形都有一些震蕩。主要原因是次級(jí)電感+肖特基接電容+輸出電容之間的諧振造成的。

（4）RCD吸收電路對(duì)Vds的影響

在MOS關(guān)斷的時(shí)候，Vds的波形顯示，MOS上的電壓遠(yuǎn)超過(guò)Vin+Vf！這是因?yàn)?，變壓器的初?jí)有漏感。漏感的能量是不會(huì)通過(guò)磁芯耦合到次級(jí)的。那么MOS關(guān)斷過(guò)程中，漏感電流也是不能突變的。漏感的電流變化也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因?yàn)闊o(wú)法被次級(jí)耦合而箝位，電壓會(huì)沖的很高。那么為了避免MOS被電壓擊穿而損壞，所以我們?cè)诔跫?jí)側(cè)加了一個(gè)RCD吸收緩沖電路，把漏感能量先儲(chǔ)存在電容里，然后通過(guò)R消耗掉

（5）Vgs波形

為使mosfet在開(kāi)通時(shí)間的上升沿比較陡，進(jìn)而提高效率。在布線時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)盡量通過(guò)雙線接到mosfet的G、S端，同時(shí)連接盡量短些。