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反激开关电源的电压反馈

  1. 原边反馈

1)原边整流+分压电阻检测

直接通过变压器绕组检测输出电压,然后经过电阻分压与芯片内部的基准进行比较,从而实现输出电压的控 制,如下图、反馈电路原理图所示。这种方法采样得到是直流电压值,电压值稳定,易于电压控制,但是整流二极管的压降会影响对输出电压采样的精度;同样会因为变压器的离散性,次端阻抗还有匝数比的离散型都会影响准确性。因为采样的电压并非最终输出电压,而是一个中间量。

                                                                    

优点:直流电压,易于电压控制;

缺点:Vo受二极管精度影响,受到变压器离散性的影响。

2 )原边采样+分压电阻检测

直接检测采样绕组两端的电压,与内部基准进行比较从而调节占空比,如图所示。这种方法采样得到的是交流信号,只有在副边进入断续状态时,采样得到的电压值会反映真实的输出电压值,因此需要芯片内部进行判定 。

通常带QR准谐振模式的芯片会用该方案,该反馈电路直接对变压器绕组电压进行采样,可以间接采样开关管 DS 波形,从而实现谷值开通,减小开通损耗,有利于提高效率。但是这种反馈电路受电路寄生参数,布板和芯片稳定性的影响较大。

优点:间接采样Vds,实现波谷开通,减小损耗;

缺点:受寄生参数影响大。Vo受二极管精度影响,受到变压器离散性的影响。

2.副边反馈

副边反馈是直接检测副边输出电压,通过隔离电路(常为光耦)将输出电压信号转化为电流信号,接至控制芯片侧,或者通过耦合电感反馈。还可以直接反馈,当然直接反馈就失去了隔离的意义。

我们以美信(现在已经被ADI收购)的芯片MAX5974A为宽输入电压范围、有源钳位、电流模式PWM控制器,用于控制以太网供电(PoE)的用电设备中的反激转换器。MAX5974A适用于通用或电信系统的输入电压范围。芯片MAX5974A独特的电路设计能够在不需要光耦的前提下获得稳定的输出。既可以利用变压器,也可以利用光耦进行反馈。

在其Demo板上面,我们可以看到有两部分,可以选择来实现电压反馈:

绿色箭头所指示的虚线框,是利用变压器多了一组绕线,利用匝数比得到一组反馈电压,但是这个电压反馈也是依赖于变压器的离散性。

或者选择光耦反馈,如图中红色箭头指示的虚线框,通过输出电压经过光耦,隔离后,反馈给FB。作为正激电源控制器时,可以利用输出电感换成一个耦合电感,利用电感耦合也可以实现电压的反馈。

副边反馈的优缺点

优点:高低压隔离,易于控制,输出电压的精度更好,离散性更小。

缺点:环路补偿设计复杂,成本高,电路设计也相对复杂;

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