一种无APFC的全压低成本开关电源设计方案

主电源采用移相全桥拓扑。全桥电路易于实现大功率的输出，而移相全桥作为全桥电路的改良版本，在整机效率方面更具备优势。桥式电路中串入谐振电感，谐振电感与MOS管的寄生输出电容Coss之间谐振。从而在MOS管开启之间使得DS端电压为零，实现零压开启。因为实现了MOS管的零压开启，降低了驱动电路以及MOS管Qg常数的要求，使得器件成本也随之降低。使用双象可控硅作为倍压开关。单向可控硅可断开整个主电源的供电。当可控硅完全断开时，整个主电源电路上所有器件均无电流环路，除去可控硅本身极小的漏电流，主电路无功耗损失。

3.2.2 倍压结构和原理

倍压方式与手动倍压原理一致，当交流电压处于1、2象限时，电流流向为(红色轨迹)：AC+ -> D1 -> CAP1 -> K -> AC-,电源给给电容CAP1充电，其电压将达到交流峰值;当交流电压处于3、4象限时，电流流向为(绿色轨迹)：AC- -> K -> CAP2 -> D4 -> AC+.，电源给电容CAP2充电，其电压也将达到交流峰值。因此，整流后的电压将会双倍于开关断开状态的电压。

AC输入电压为AC100V-127V和AC220V-240V.由公式可知整流输出后电压范围为：

DC283-DC360V.充分考虑器件分压：如电容ESR、开关管压降、EMI器件压降，可以认为在重载情况下整流导通约为60度，电压取值可以认为在：DC245V-DC360V.相对于普通全压电源电压取值范围(将达到：DC122-DC360V)有大幅度衰减。

3.3 辅助电源

辅助电源采用反激RCD拓扑。辅助电源为所有控制电路提供电力，由于整体要求功耗低于15W，选用反激拓扑结构的集成方案实现。

无论在体积和成本控制均为理想的选择。集成方案中常引入了‘打嗝’模式很容易将功耗控制在0.3W以内。3.4 控制电路

过零逻辑电路、倍压逻辑电路、可控硅驱动电路等组成控制电路。由于使用单向可控硅和双向可控硅相结合可以切断整流后级电路(包含滤波电容)，理论上后级电路零功耗。

结合辅助火牛，整机待机功耗可轻易控制在0.5W以内，满足‘能源之星’的要求。

3.4.1 过零电路

由于没有NTC的阻流作用，控制电路还须实现ZVS控制。倍压控制逻辑和ZVS控制逻辑必须保持同步。驱动电路则使用光耦进行隔离驱动，有效避免可控硅驱动电位不一致的问题。

图2-4中比较器U1-B可实时监测过零状态，同时为避免多次过零判断，加入R101完成过零逻辑自锁。图2-5和2-6为实测电压和电流波形。

其中图2-5为使用NTC限流电路，在电源开启瞬间电压和电流波形。图2-6为零压开关电路，电流得到很好的控制，电流有一个从‘0'

开始变大的过程。浪涌电流也低于NTC限流电路，浪涌电流得到明显的控制，且不受开机间隔的限制，可以任意开关次数和频率的限制，效果非常明显。

自动倍压逻辑先于过零逻辑产生。图2-4中，比较器U1-A实时监测输入电压，其输出逻辑与过零逻辑为’与‘的关系。倍压逻辑电路一方面要能够根据输入电压自动实现倍压操作，同时要能够有效的防止干扰性波形，引起系统不必要的动作甚至误操纵的可能。如：当负大幅度波动时所带来的输入电压的波动，而这种波动是在一定范围内活动的，所以只需对门限进行设定，便可以允许一定范围内的电压波动。而在开机过程中需要避免的是电路需要避开电压上升过程带来的倍压误操作和关机过程中，电压的正常下跌时倍压的误操作。快速开关操作过程中，可能存在的倍压误操作。

3.4.3 可控硅驱动