2 具有多模式控制的 PSR 反激式直流/直流轉(zhuǎn)換器

圖 1 顯示了具有集成式初級(jí)開關(guān)和環(huán)路補(bǔ)償元件的 PSR 反激式轉(zhuǎn)換器原理圖^[3]。該轉(zhuǎn)換器支持通過變壓器初級(jí)繞組對(duì)輸出電壓通過磁感應(yīng)采樣進(jìn)行反饋控制。公式 1 給出了輸出電壓設(shè)定點(diǎn)：

其中，N_PS 是初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)變壓器匝數(shù)比，V_REF 是內(nèi)部帶隙基準(zhǔn)電壓，而 V_D 是反激電路中二極管壓降（電流接近零時(shí)）。

使用帶有峰值電流模式控制的可變開關(guān)頻率控制策略，轉(zhuǎn)換器根據(jù)負(fù)載電流以邊界 (BCM) 或非連續(xù) (DCM) 導(dǎo)通模式運(yùn)行，如圖 2 所示。^[4] 調(diào)制開關(guān)頻率和原邊峰值電流幅值有助于在負(fù)載和線路的寬工作范圍內(nèi)保持高效率。

更具體地說，轉(zhuǎn)換器在重負(fù)荷下以 BCM 模式工作，并且在開關(guān)電壓拐點(diǎn)檢測(cè)（內(nèi)核復(fù)位）后，初級(jí)開關(guān)導(dǎo)通具有諧振半周期延遲，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)諧振開關(guān)轉(zhuǎn)換。如圖 2 所示，隨著負(fù)載電流減小，BCM 中的開關(guān)頻率增大。為防止在中等負(fù)載下高頻運(yùn)行，模式從 BCM 更改為 DCM，使開關(guān)頻率在其最大值處保持恒定（在本例中為 350kHz）。公式 2 給出了 DCM-BCM 邊界處的臨界輸出電流。

將在輕負(fù)載條件下運(yùn)行更改為頻率折返模式 (FFM)，這實(shí)際上是具有可變開關(guān)頻率和恒定峰值電流的 DCM 模式。由于磁反饋控制是要在開關(guān)周期內(nèi)采樣輸出電壓，因此有必要在空載時(shí)保持一定的最小開關(guān)頻率，以繼續(xù)感應(yīng)輸出電壓（在本例中為 12kHz）。

如圖 2 所示，BCM 具有比 DCM 更低的開關(guān)頻率和更高的峰值電流。因此，BCM 規(guī)定了適用于給定紋波電壓規(guī)格的輸出電容器大小。圖 3 顯示了 BCM 下的次級(jí)側(cè)波形。