用于准谐振反激式变换器的新型数字系统解决方案(08-100)

　　内置数字软启动功能

　　ICE2QS02具备的软启动功能是一种数字时基功能。在启动阶段开始时，IC提供持续时间为20毫秒的软启动，共分为五步。在此期间，最大初始电流由内部参考电压予以限制。内部参考电压从1.8伏上升至4伏，此后以0.55伏为增量逐级上升。因此，在软启动期间，Vcs(绿色线)逐级上升，从而将开关、二极管和变压器的开关应力有效控制在最小范围内。

　　数字折弯点校正

　　当母线电压上升时，导通时间缩短，工作频率相应增加。这样一来，相对于恒定的初始极限电流，可能的最大输出功率上升，而变换器可能不支持如此大的输出功率。为避免这种情况，内部折弯点校正电路会根据总线电压调整Vcs电压的极限。此时，流出ZC管脚的电流被用来检测功率MOSFET导通期间的输入线电压。如果该电流大于500μA，则根据该电流与500μA这一阀值之间的差额生成一个偏差值，用于降低Vcs的最大限额。在确保输入功率恒定的情况下，可以通过模拟来确定Vcs-max与Vin之间的非线性关系，如图2所示。由于采用数字解决方案，ICE2QS02可以比常规的模拟解决方案更方便地实现这种非线性关系。另外，采用数字模块后，控制性能受IC的生产公差的影响也很小。

　　图 2 VCS极限电压随Vin电压的变化

　　设计实例

　　本文介绍了一个采用ICE2QS02G的80W准谐振反激式开发板，其输入电压范围为交流85~265V，输出额定功率为80W，输出电压/电流为20V/4A，在低电压和满载条件下的开关频率设定为67kHz。

　　设计技巧

　　除ICE2QS02G中采用的数字降频策略外，较高的反射电压也对准谐振反激式产品设计比较有利，因为较高的反射电压可以在降低峰值电流的同时提供更长的占空比、实现真正的零电压开关并显著降低次侧电压应力。英飞凌的800V CoolMOS产品在提高阻断电压的同时，降低了传导损耗和开关损耗，从而可以优化变压器的设计，在实现更高效率的同时，改善其EMI性能。