开关器件的寄生电容是引起开关损耗的重要因素。功率MOSFET的阻断电压较大,开通过程中,因寄生电容的存在而引入的损耗也大。因此设计了谷底检测电路探测功率开关管的电压谷底,以控制开关管的零电压开通,减小寄生电容引入的损耗,提高转换效率。
整流采用同步整流技术,与快恢复二极管整流比较,同步整流采用通态电阻极低的专用功率MOSFET,同步控制功率MOSFET零电压开通,不但功耗低,还可降低噪音。由于电流越小功率MOSFET导通压降越低,这一特性对于改善轻载效率尤为有效。同步整流控制采用同步整流控制器TEA1761控制,采用在零电流时自动关断外部功率开关的软开关技术,减少了开关损耗,不需要另外的待机模式就可在控制运行时保持高效率。TEA1761具有高精度内部参考电压,内部集成了输出电压和输出电流调节电路,可以方便地对输出电压或输出电流进行反馈控制。作为一款绿色芯片,TEA1761不但自身功耗低(最大功耗不超过0.5W),而且从空载到满载都具有高的变换效率。
2 开关电源电路设计
2.1 功率因数校正电路
功率因数校正电路原理如图4所示。电路中,电感L、功率MOS开关管Vo、二极管Do和电容Co组成Boost变换器。电阻分压器RAc1和RAc2对输入电压波形取样,获得输入电压前馈信号,作为控制芯片UCC38050内部乘法器的一个输入,与电源反馈信号一起生成电感电流参考信号。电阻Rzc将电感电流过零信号输入芯片,以控制开关管零电流开通。电阻Rs1检测开关管电流,输出电压经Ro1和Ro2分压后反馈给芯片。这些信号输入芯片后,经过UCC38050内部运算与控制,形成PWM控制信号,控制开关管通断,使电流波形跟踪电压波形,实现功率因数校正。UCC38050构原理见文献。