次级控制的单端正激变换器

次级控制的单端正激变换器

摘要：对比了初级控制的单端拓扑与次级控制的半桥拓扑的异同，给出了次级控制的单端正激变换器拓扑。并介绍了一个由初级启动控制器UCC3960实现的实际电路及其实验结果。

    关键词：单端正激变换；初级控制；次级控制；启动控制器；脉冲边缘传输

引言

近几年来，随着电子及信息产业进一步向小型化、智能化发展，电源在这些产品中的地位越来越重要。开关电源以其体积小、重量轻、效率高得到了越来越广泛的应用。随着电子及信息产品性能指标的提高，与之配套的开关电源也出现了一些引人注目的变化。

新一代CPU，大规模集成电路中的逻辑电平越来越低，已从3.3V向2.5V，1.8V甚至1.5V，1.2V过渡，这就使传统的次级高频整流采用肖特基二极管方式的开关电源的效率不能适应这一变化。虽然，同步整流技术解决了这一问题，但其驱动方式，在广泛应用于小功率开关电源中的，单端反激和单端正激拓扑中实现起来较为复杂。

低压的CPU或大规模集成电路中的供电电流都很大，如果用单一电源供电，电源的成本会大大提高，系统的可靠性也会大大降低。最佳的方案是采用N＋1冗余供电方式，这就要求单个开关电源有均流功能。在通信电源等大功率系统中，均流技术已得到广泛应用，但在单端变换器组成的小功率系统中，实现均流是有一定难度的。

电子产品的智能化也要求开关电源智能化，如电源要有与CPU或微控制器的接口，接受信号以控制开/关电源，改变输出电压的大小等。

广泛应用的小功率单端（含反激和正激式）开关电源，由于其PWM控制器位于初级，很难实现上述功能。人们寻求一种新的电路拓扑使其既有上述新的功能，又保持传统单端拓扑的简单、廉价的特点，因而，一种次级控制的单端开关电源得到了应用。

1 拓扑回顾

目前，广泛应用的开关电源拓扑主要有单端反激式、单端正激式、半桥式、全桥式、推挽式等类型。如果以PWM控制器位于主变压器的初、次级来分，则有初级控制的单端反激式、单端正激式；次级控制的半桥式、全桥式、推挽式。

下面以单端正激式与半桥式拓扑为代表，讨论初级控制与次级控制的异同点。

初级控制单端正激式如图1所示。次级控制半桥式如图2所示。对比图1和图2两个电路，可知二者有以下不同。

1）启动和供电图1电路中，输入电源经R启动控制器，在系统正常后，则由辅助绕组为控制器供电。图2电路需要专用的辅助电源。辅助电源可以是通过工频变压器降压整流后带三端稳压器，也可以是另一个小功率的单端式开关电源。

2）驱动图1电路由控制器直接驱动开关管。图2电路由栅极驱动变压器驱动。

3）取样及反馈图1电路中输出取样经光耦隔离后送入控制器。图2电路中输出取样直接送入控制

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