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【原创】关于准谐振工作模式以及变压器的计算

现谈谈准谐振的工作模式，第一种：準諧振電流模式，帶谷底鎖定功能，能消除雜訊；第二种： VCO 模式，用於在輕載
時提升效能。 第一种就不用多谈啦，现在主要谈一下VCO模式
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zq2007
LV.11
2
2011-11-20 08:21
关于VCO模式，先上一个波形
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zq2007
LV.11
3
2011-11-20 08:21
@zq2007
关于VCO模式，先上一个波形[图片]
 
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zq2007
LV.11
4
2011-11-20 08:24
@zq2007
[图片] 
在来说说准谐振的开关特征：金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)在漏極至源極電壓(VDS)達到其最低值時導通，從而減小開關損耗及改善電磁干擾(EMI)訊號。
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zq2007
LV.11
5
2011-11-20 08:28
@zq2007
在来说说准谐振的开关特征：金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)在漏極至源極電壓(VDS)達到其最低值時導通，從而減小開關損耗及改善電磁干擾(EMI)訊號。
在讲讲准谐振的负载与开关频率的关系：在負載下降時，開關頻率上升；這樣，在輕載條件下，如果未限制開關頻率，損耗會較高，影響電源效能；故必須限制開關頻率。
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zq2007
LV.11
6
2011-11-20 08:28
@zq2007
在讲讲准谐振的负载与开关频率的关系：在負載下降時，開關頻率上升；這樣，在輕載條件下，如果未限制開關頻率，損耗會較高，影響電源效能；故必須限制開關頻率。
限制开关频率的方法：第一種是傳統準諧振轉換器所使用的帶頻率反走的頻
率鉗位方法，即通過頻率鉗位來限制開關頻率。但在輕載條件下，系統開關頻率達
到頻率鉗位限制值時，出現多個處於可聽雜訊範圍的谷底跳頻，導致訊號不穩定。 
现在又出现了帶谷底鎖定准谐振电流模式，原理在于在此种模式下，控制器根據反饋電壓鎖定至某個谷底(最多到第 4 個谷底)，峰值電流根據反饋電壓來調整，提供所需的輸出功率。這樣，就解決了準諧振轉換器的谷底跳頻不穩定問題，且與傳統準諧振轉換器相比，
提供更高的最小開關頻率及更低的最大開關頻率，還減小變壓器尺寸。
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zq2007
LV.11
7
2011-11-20 08:29
@zq2007
限制开关频率的方法：第一種是傳統準諧振轉換器所使用的帶頻率反走的頻率鉗位方法，即通過頻率鉗位來限制開關頻率。但在輕載條件下，系統開關頻率達到頻率鉗位限制值時，出現多個處於可聽雜訊範圍的谷底跳頻，導致訊號不穩定。 现在又出现了帶谷底鎖定准谐振电流模式，原理在于在此种模式下，控制器根據反饋電壓鎖定至某個谷底(最多到第4個谷底)，峰值電流根據反饋電壓來調整，提供所需的輸出功率。這樣，就解決了準諧振轉換器的谷底跳頻不穩定問題，且與傳統準諧振轉換器相比，提供更高的最小開關頻率及更低的最大開關頻率，還減小變壓器尺寸。
為了解決上面這個問題，就出現第二種方法，也就是谷底鎖定，即在負載下降時，在某
個谷底保持鎖定，直到輸出功率大幅下降，然後改變谷底。輸出功率降低到某個值
時，進入壓控振盪器(VCO)模式，图纸见第二贴
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zq2007
LV.11
8
2011-11-20 08:32
@zq2007
為了解決上面這個問題，就出現第二種方法，也就是谷底鎖定，即在負載下降時，在某個谷底保持鎖定，直到輸出功率大幅下降，然後改變谷底。輸出功率降低到某個值時，進入壓控振盪器(VCO)模式，图纸见第二贴
晚一点在上变压器的参数计算，请等待。
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ctx1211
LV.7
9
2011-11-20 10:14
@zq2007
晚一点在上变压器的参数计算，请等待。
楼主要是能够整理一下相信效果更好
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电源网-源源
LV.10
10
2011-11-21 09:30
呵呵 来关注下~~~准备加精~~~加油啊
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zq2007
LV.11
11
2011-11-21 13:23
@电源网-源源
呵呵来关注下~~~准备加精~~~加油啊

先上准谐振变压器匝数比的计算，后面会有设计实例提供，请大家耐心等待。

Nps=Kc*(Vout+Vf) / Bvdss*Kd-Vinmax-Vos 

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zq2007
LV.11
12
2011-11-21 13:45
@zq2007
先上准谐振变压器匝数比的计算，后面会有设计实例提供，请大家耐心等待。Nps=Kc*(Vout+Vf)/Bvdss*Kd-Vinmax-Vos 

初级峰值电流：

Ipri.peak=2*Pout/η*（1/Vinmin+Nps/Vout+Vf）+π*√(2*Pout*Clump*Fsw/η)

{√(2*Pout*Clump*Fsw/η)}为(2*Pout*Clump*Fsw/η)的开方，√为开方号。

如有疑问，请跟帖。

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zq2007
LV.11
13
2011-11-21 15:06
@zq2007
初级峰值电流：Ipri.peak=2*Pout/η*（1/Vinmin+Nps/Vout+Vf）+π*√(2*Pout*Clump*Fsw/η){√(2*Pout*Clump*Fsw/η)}为(2*Pout*Clump*Fsw/η)的开方，√为开方号。如有疑问，请跟帖。

初级电感量的计算：

Lpri=2*Pout/（Ipri.peak2*Fsw*η）

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zq2007
LV.11
14
2011-11-21 15:47
@zq2007
先上准谐振变压器匝数比的计算，后面会有设计实例提供，请大家耐心等待。Nps=Kc*(Vout+Vf)/Bvdss*Kd-Vinmax-Vos 
其实反激的匝比计算公式也适用于计算准谐振的变压器，因为准谐振是建立在反激的架构上的.这一原则是不会变的.
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zq2007
LV.11
15
2011-11-21 16:00
@zq2007
其实反激的匝比计算公式也适用于计算准谐振的变压器，因为准谐振是建立在反激的架构上的.这一原则是不会变的.
现在使用准谐振模式的IC已经很多啦，OB的2201-3，ON的NCP1379/NCP1380,以及飞兆的FAN6300等等，有用过这些IC的也出来聊聊，
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fdecctv
LV.4
16
2011-11-21 18:10
@zq2007
现在使用准谐振模式的IC已经很多啦，OB的2201-3，ON的NCP1379/NCP1380,以及飞兆的FAN6300等等，有用过这些IC的也出来聊聊，

好贴就要拼命顶，楼主继续~！我来学习了。弱弱的问一下空载时候跳周期模式呢？跟变压器关系大吗？如果有很大的关系，那又应该如何计算呢？

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wuzhonggui
LV.9
17
2011-11-21 18:54

这个在ON的片子中是常用的。

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zq2007
LV.11
18
2011-11-21 20:07
@fdecctv
好贴就要拼命顶，楼主继续~！我来学习了。弱弱的问一下空载时候跳周期模式呢？跟变压器关系大吗？如果有很大的关系，那又应该如何计算呢？[图片]
关于跳周期模式，我之前有了解过，一般情况下，不建议用这个模式，特殊应用另当别论，这个跟变压器的感量与匝比有很大关系，关于这个算法就要根据你选的方案来考量啦。
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zq2007
LV.11
19
2011-11-21 20:16
@wuzhonggui
这个在ON的片子中是常用的。[图片]

占空比的计算：

最大占空比：最大占空比：Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.min )*Fsw.min


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zq2007
LV.11
20
2011-11-21 20:19
@fdecctv
好贴就要拼命顶，楼主继续~！我来学习了。弱弱的问一下空载时候跳周期模式呢？跟变压器关系大吗？如果有很大的关系，那又应该如何计算呢？[图片]
还有，跳周期即是调频，跳频可能会有另外的问题出现。
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mark jia
LV.8
21
2011-11-22 07:52
@zq2007
占空比的计算：最大占空比：最大占空比：Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.min)*Fsw.min

不是很好呀

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zq2007
LV.11
22
2011-11-22 20:58
@mark jia
不是很好呀
说一下今天调试的一些心得，QR模式确实有它值得推广的地方，就谷底检测/零电流检测的原理及波形给大家分享一下。请大家继续关注，
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zq2007
LV.11
23
2011-11-22 21:02
@zq2007
说一下今天调试的一些心得，QR模式确实有它值得推广的地方，就谷底检测/零电流检测的原理及波形给大家分享一下。请大家继续关注，
QR 模式需要注意的是，在做变压器设计时要将开关频率设定好，低压时设定45K左右，高压时设定在100K以内，明天继续·············
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googse
LV.3
24
2011-11-23 09:52
@zq2007
QR模式需要注意的是，在做变压器设计时要将开关频率设定好，低压时设定45K左右，高压时设定在100K以内，明天继续·············
学习
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zq2007
LV.11
25
2011-11-23 19:01
@googse
学习

说一下准谐振模式下输入功率Pout，输入电压Vin以及开关频率Fsw的关系：

1、Pout恒定的情况下，输入电压Vin升高，开关频率Fsw下降；

2、Vin恒定的情况下，输出功率Pout上升，开关频率Fsw也下降。

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zq2007
LV.11
26
2011-11-24 13:49
@zq2007
说一下准谐振模式下输入功率Pout，输入电压Vin以及开关频率Fsw的关系：1、Pout恒定的情况下，输入电压Vin升高，开关频率Fsw下降；2、Vin恒定的情况下，输出功率Pout上升，开关频率Fsw也下降。

最大占空比的计算：

Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.max)*Fsw.min



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lin5200
LV.4
27
2011-11-24 16:02
@zq2007
最大占空比的计算：Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.max)*Fsw.min

嗯·学习了

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ncy231
LV.7
28
2011-11-24 17:11
请教LZ，怎么确定的变压器漏感，如果是计算得，请讲解一下
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zq2007
LV.11
29
2011-11-24 20:01
@ncy231
请教LZ，怎么确定的变压器漏感，如果是计算得，请讲解一下[图片]

你好，当你在确定变压器的磁芯型号与材质后，变压器的剩磁就已经确定啦。

还有漏感一般是不计算的，漏感的大小主要取决于你变压器的绕法与耦合程度，

当然，变压器漏感是越小越好，这样你的MOS管承受的尖峰相对会低一点，这样电源也会安全些。

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zq2007
LV.11
30
2011-11-24 21:29
@zq2007
你好，当你在确定变压器的磁芯型号与材质后，变压器的剩磁就已经确定啦。还有漏感一般是不计算的，漏感的大小主要取决于你变压器的绕法与耦合程度，当然，变压器漏感是越小越好，这样你的MOS管承受的尖峰相对会低一点，这样电源也会安全些。

初级均方根RMS电流计算：

Ipri.rms=Ipri.peak*√ (Dmax/3)

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zq2007
LV.11
31
2011-11-25 21:55
@zq2007
初级均方根RMS电流计算：Ipri.rms=Ipri.peak*√(Dmax/3)

次级均方根RMS电流计算：

Isec.rms=(Iri.peak/Nps)*√{(1-Dmax)/3}

次级均方根电流=初级峰值电流/匝比*（1-最大占空比）/3的开方。

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