反激开关电源波形分析

 一、两种模式CCM和DCM

1、CCM(ConTInuousConducTIonMode)，连续导通模式：在一个开关周期内，电感电流从不会到0。或者说电感从不“复位”，意味着在开关周期内电感磁通从不回到0，功率管闭合时，线圈中还有电流流过。

2、DCM(DisconTInuousConducTIonMode)，非连续导通模式：在开关周期内，电感电流总会会到0，意味着电感被适当地“复位”，即功率开关闭合时，电感电流为零。

二、两种模式在波形上的区别

1)变压器初级电流，CCM模式是梯形波，而DCM模式是三角波。

2)次级整流管电流波形，CCM模式是梯形波，DCM模式是三角波。

3)MOS的Vds波形，CCM模式，在下一个周期开通前，Vds一直维持在Vin+Vf的平台上。而DCM模式，在下一个周期开通前，Vds会从Vin+Vf这个平台降下来发生阻尼振荡。(Vf次级反射到原边电压)。

因此我们就可以很容易从波形上看出来反激电源是工作在CCM还是DCM状态。

 

 

三、MOSFET在开通和关断瞬间寄生参数对波形的影响(1)DCM(Vds，Ip)

 

 

在MOS关断的时候，Vds的波形显示，MOS上的电压远超过Vin+Vf，这是因为，变压器的初级有漏感。漏感的能量是不会通过磁芯耦合到次级的。那么MOS关断过程中，漏感电流也是不能突变的。漏感的电流变化也会产生感应电动势，这个感应电动势因为无法被次级耦合而箝位，电压会冲的很高。那么为了避免MOS被电压击穿而损坏，所以我们在初级侧加了一个RCD吸收缓冲电路，把漏感能量先储存在电容里，然后通过R消耗掉。

当次级电感电流降到了零。这意味着磁芯中的能量已经完全释放了。那么因为二管电流降到了零，二极管也就自动截止了，次级相当于开路状态，输出电压不再反射回初级了。由于此时MOS的Vds电压高于输入电压，所以在电压差的作用下，MOS的结电容和初级电感发生谐振。谐振电流给MOS的结电容放电。Vds电压开始下降，经过1/4之一个谐振周期后又开始上升。由于RCD箝位电路以及其它寄生电阻的存在，这个振荡是个阻尼振荡，幅度越来越小。

f1比f2大很多(从波形上可以看出)，这是由于漏感一般相对较小;同时由于f1所在回路阻抗比较小，谐振电流较大，所以能够很快消耗在等效电阻上，这也就是为什么f1所在回路很快就谐振结束的原因!(具体谐振时间可以通过等效模型求解：二次微分方程估算)

 

 

(2)CCM(Vds，IP)

 

 

(3)其他一些波形分析(次级输出电压Vs，Is，Vds)

 

 

不管是在CCM模式还是DCM模式，在mosfet开通on时刻，变压器副边都有震荡。主要原因是初次及之间的漏感+输出肖特基(或快恢复)结电容+输出电容谐振引起，在CCM模式下与肖特基的反向恢复电流也一些关系。故一般在输出肖特基上并联-一个RC来吸收，使肖特基应力减小。

 

 

不管是在CCM模式还是DCM模式，在mosfet关断off时刻，变压器副边电流IS波形都有一些震荡。主要原因是次级电感+肖特基接电容+输出电容之间的谐振造成的。

(4)RCD吸收电路对Vds的影响

 

 

在MOS关断的时候，Vds的波形显示，MOS上的电压远超过Vin+Vf!这是因为，变压器的初级有漏感。漏感的能量是不会通过磁芯耦合到次级的。那么MOS关断过程中，漏感电流也是不能突变的。漏感的电流变化也会产生感应电动势，这个感应电动势因为无法被次级耦合而箝位，电压会冲的很高。那么为了避免MOS被电压击穿而损坏，所以我们在初级侧加了一个RCD吸收缓冲电路，把漏感能量先储存在电容里，然后通过R消耗掉。

 

 

(5)Vgs波形

为使mosfet在开通时间的上升沿比较陡，进而提高效率。在布线时驱动信号尽量通过双线接到mosfet的G、S端，同时连接尽量短些。