摘要：介紹了準諧波反激式開關電源IRIS4015的工作原理，介紹了使用IRIS 4015進行電源設計的電路以及設計中應特別注意的幾個方面。中圖書館分類法第：號文件識別碼第：號條款：

摘要：介紹了準諧波反激式開關電源IRIS4015的工作原理，介紹了使用IRIS 4015進行電源設計的電路以及設計中應特別注意的幾個方面。

1前言

目前單片機開關穩(wěn)壓電源有很多種，比如TOPswitch。Tinyswitch.coolset等。這些單片開關穩(wěn)壓電源都工作在硬開關狀態(tài)，開關損耗大，有EMI。為了克服硬切換的缺點，可以使用軟切換。無損緩沖電路和準諧振工作模式是反激式開關電源中較簡單的，準諧振工作模式可以實現(xiàn)零電壓開關。IRIS4015是各種準共振解中的好解。

2IS4015工作原理分析

IRIS4015是單片準諧振反激式開關電源中場效應晶體管和控制集成電路的集成。如圖1所示，它具有五個功能引腳：源極(s)、漏極(d)、控制IC的接地端(GND)、電源(Vcc)、過流和電壓反饋輸入端(OCP/FB)。

圖1 1isir 4015內(nèi)部原理框圖

IRIS4015可以工作在準諧振模式，頻率可變，在輕負載和高電源電壓下達到較大。IRIS4015有各種保護電路，如OCP、OVP、TSD。較大啟動電流不超過100uA，有源低通濾波器可以提高輕載時的穩(wěn)定性；內(nèi)置溫度補償參考電壓；帶可調(diào)門驅(qū)動；開關速度可以通過外部元件進行調(diào)節(jié)，以控制電磁干擾。

2.1IRIS4015的工作原理如下：

IRIS4015的啟動方式與UC3842類似，不再贅述。注意：啟動電阻器Rs和啟動電容器C2具有以下值：

C2:22F—100F

Rs: 47k-68k(輸入電壓110v)

82k-150k(輸入電壓220v)

反饋和控制電路的操作

振蕩器和限流控制模式

振蕩器利用IC中C2充放電產(chǎn)生的脈沖信號來確定MOSFET的關斷時間，如圖2所示，這是IC沒有電壓控制反饋時振蕩器的工作過程。當MOSFET導通時，內(nèi)置C1充電到5.6V左右，漏極電流ID流過R5產(chǎn)生壓降VR5(其波形為ID的鋸齒波)，反饋給OCP/FB控制初級電流(初級電感電流控制模式)。當OCP/FB的端電壓達到MOSFET Vth(1)(0.73伏)時，比較器1改變狀態(tài)，振蕩器輸出關斷信號，MOSFET關斷。

圖2振蕩器和限流工作模式

當場效應晶體管關斷時，C1開始緩慢放電，其電壓下降，這由C1值和放電電流決定。當C1值降到1.2V左右，振蕩器輸出導通信號，再次導通MOSFET，C1瞬間充電到5.6V左右，電路重復上述振蕩周期。以上VR5(ID)的斜率確定的時間為MOSFET的導通時間，C1和DC放電電路確定的固定時間為MOSFET的關斷時間，DC放電電路限制在50S左右。

2.2二次電壓控制模式

次級輸出處于電壓控制模式。如圖3所示，輸出端設計的過壓使電流流過光耦的LED，使反饋電流流過光耦的三極管，再依次流過R4和R5，產(chǎn)生電壓降VR4和VR5，使COMP1反向所需的VR5電壓(ID的峰值)由VR4控制(由FB電流產(chǎn)生)。因此，如圖4所示： #p#分頁標題#e#

圖3二次電壓控制模式

VR4在OCP/FB端產(chǎn)生額外的DC偏置電壓，這縮短了OCP/FB端達到場效應晶體管Vth(1)的0.73伏以減少場效應晶體管導通時間所需的時間。這將導致反向干式變壓器的儲能和降壓。一般來自VR4的偏置電壓在輕負載時增大，MOSFET導通時脈沖電流產(chǎn)生的噪聲會使比較器1發(fā)生故障。為了避免這個問題，可以使用無源低通濾波器R4和C5以及有源濾波器來降低OCP/FB和GND之間的動態(tài)靜態(tài)阻抗。有源低通濾波器是OCP/FB和地之間的1.35毫安DC旁路，當MOSFET導通時，將OCP/FB的靜態(tài)阻抗降低約一半，當MOSFET導通時產(chǎn)生的噪聲將被C5吸收。

圖4二次電壓控制對脈寬的影響

2.3準諧振工作模式分析

準諧振模式是在VDS較小的情況下，通過初級線圈電感和緩沖電容提供控制MOSFET導通的諧振信號，從而降低開關損耗。在這種工作模式下，OCP/FB將高于Vth(2)=1.45伏(較大6V)。當該電壓保持在Vth(1)以上時，MOSFET將保持關斷(注意：準諧振信號的較小持續(xù)時間為1us)。因此，準諧振模式中諧振頻率的一半周期被用于導通MOSFET。漏極和源極之間的諧振電容器C3與干式變壓器的初級電感形成諧振電路。由C3、D4和R5組成的延遲電路加到控制繞組D和OCP/FB上，產(chǎn)生準諧振信號。當場效應晶體管關斷時，比較器2被控制，準諧振模式被觸發(fā)。

圖5諧振工作模式應用電路

由于延遲電路的存在，即使干式變壓器上的所有能量都傳輸?shù)酱渭壘€圈，反饋到OCP/FB的準諧振信號也

不會立即下降，這是因為C4和C5由有源濾波器（1.35mA的電流吸收器）和R6、R7的復合阻抗放電，某周期后，電壓降到Vth（1）或低于它，延遲時間取決于初級電感和C3。調(diào)整C4使得當MOSFET和VDS達到準諧振信號的較低點時，MOSFET導通，因此延遲時間由C4和C5的放電時間確定，即使沒有C4，也會有一段延遲時間，當OCP/FB端和GND之間的較大電壓為6V時，準諧振信號必須低于這個電壓。

3電路設計要點

干式變壓器源極電感LP的計算

（1）

其中：P0：較大輸出功率，F(xiàn)0：較小振蕩頻率，η：電源效率≈0.75—0.85（低輸出電壓）

0.85—0.9（高輸出電壓），D：較小VIN時的占空比，Vin：Vin較小值時的濾波電容C1上的電壓。

圖5的IRIS4015應用電路的主要元件選擇：

（2）

（3）

（4）

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