源钳位反激控制器（UCC28780）其在提高功率密度方面的优势

本文是德州仪器（Texas Instruments）发布的关于有源钳位反激控制器（UCC28780）的应用简报，介绍了其在提高功率密度方面的优势，主要内容包括：
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1. 应用背景 ：在低功率 AC-DC 离线电源转换器应用中，不连续模式准谐振反激（QRF）转换器因元件数量少且能实现谷值开关以提高效率而被广泛使用，但行业趋势是在不增加发热的情况下提高开关频率以减小磁性元件尺寸和增加功率密度。
2. 被动钳位功耗问题
   • 为保护反激转换器中的主开关，需使用二极管钳位或 RCD 钳位，但它们会消耗功率并产生热量，降低系统效率，且钳位功率损耗随开关频率增加而增加。
   • 公式描述了被动钳位功耗，其中是主开关关断时钳位电压，是变压器匝数比，是变压器峰值初级电流，是开关频率。
3. 有源钳位优势
   • 有源钳位由钳位开关和钳位电容组成，能回收泄漏电感能量，几乎无损耗，适用于高频设计（200kHz 及以上）。
   • 通过允许双向钳位电流，泄漏能量可在每个开关周期通过变压器初级 - 次级匝数比返回输出端。
4. 谷值开关功耗问题
   • QRF 转换器的谷值开关操作比硬开关 DCM 反激转换器更高效，但仍有随开关频率和输入电压增加的开关损耗。
   • 公式描述了 QRF 开关节点的开关损耗，其中是开关节点电容。
5. 有源钳位反激控制器（UCC28780）工作原理及优势
   • UCC28780 可利用的双向电流和变压器初级电流，不仅存储和回收泄漏能量，还存储部分初级励磁电感能量，通过监测开关节点电压调整导通时间，产生负初级电流实现零电压开关（ZVS），比 QRF 更高效。
   • 实现 ZVS 可使电源在更高开关频率（200kHz 或更高）下工作，减少磁性元件尺寸，提高功率密度，设计人员已实现 94% - 95% 的效率。

审核编辑 黄宇