原邊反饋AC/DC控制芯片中的關(guān)鍵技術(shù)

　　原邊反饋方式的AC/DC控制技術(shù)是最近10年間發(fā)展起來的新型AC/DC控制技術(shù)，與傳統(tǒng)的副邊反饋的光耦加431的結(jié)構(gòu)相比，其最大的優(yōu)勢在于省去了這兩個芯片以及與之配合工作的一組元器件，這樣就節(jié)省了系統(tǒng)板上的空間，降低了成本并且提高了系統(tǒng)的可靠性。在手機充電器等成本壓力較大的市場，以及LED驅(qū)動等對體積要求很高的市場具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　在省去了這些元器件之后，為了實現(xiàn)高精度的恒流/恒壓（CC/CV）特性，必然要采用新的技術(shù)來監(jiān)控負(fù)載、電源和溫度的實時變化以及元器件的同批次容差，這就涉及到初級（原邊）調(diào)節(jié)技術(shù)、變壓器容差補償、線纜補償和EMI優(yōu)化技術(shù)。

　　初級調(diào)節(jié)的原理是通過精確采樣輔助繞組（NAUX）的電壓變化來檢測負(fù)載變化的信息。當(dāng)控制器將MOS管打開時，變壓器初級繞組電流ip從0線性上升到ipeak，公式為。此時能量存儲在初級繞組中，當(dāng)控制器將MOS管關(guān)斷后，能量通過變壓器傳遞到次級繞組，并經(jīng)過整流濾波送到輸出端VO。在此期間，輸出電壓 VO 和二極管的正向電壓 VF 被反射到輔助繞組 NAUX，輔助繞組 NAUX 上的電壓在去磁開始時刻可由公式表示，其中VF是輸出整流二極管的正向?qū)▔航?，在去磁結(jié)束時刻可由公式表示，由此可知，在去磁結(jié)束時間點，次級繞組輸出電壓與輔助繞組具有線性關(guān)系，只要采樣此點的輔助繞組的電壓，并形成由精確參考電壓箝位的誤差放大器的環(huán)路反饋，就可以穩(wěn)定輸出電壓VO。這時的輸出電流IO由公式表示，其中VCS是CS腳上的電壓，其他參數(shù)意義如圖1所示。這是恒壓（CV）模式的工作原理。

　　圖1 原邊控制應(yīng)用框圖及主要節(jié)點波形圖。

　　當(dāng)負(fù)載電流超過電流極限時，負(fù)載電流會被箝位在極限電流值，此時系統(tǒng)就進(jìn)入恒流（CC）模式，這里對IO的公式需要加一個限定條件即，即去磁時間與開關(guān)周期的比例保持一個常數(shù)，這樣在CC模式下的輸出電流公式變成了，其中C1是一個小于0.5的常數(shù)，VCSLMT是CS引腳限壓極限值。

　　在使得去磁時間與開關(guān)周期的比例保持一個常數(shù)后，輸出的電壓和電流就都與變壓器的電感值無關(guān)了，因此在實用層面上降低了應(yīng)用方案對同批次電感感值一致性的要求，從而降低了大規(guī)模生產(chǎn)加工的成本。

　　與此同時，原邊反饋系統(tǒng)還會面臨線纜壓降的問題。因為系統(tǒng)不是直接采樣輸出端（次級繞組整流后）的電壓，而是通過采樣輔助繞組的去磁結(jié)束點的電壓來控制環(huán)路反饋的，因此，當(dāng)輸出線較長或者線徑較細(xì)時，在負(fù)載線上會存在較大的內(nèi)阻（例如在充電器方案中）。在負(fù)載電流變化較大的情況下，輸出線的末端電壓也會有較大變化。在CV模式下，這種變化在某些場合是不能接受的，因此，原邊反饋驅(qū)動芯片還應(yīng)該提供對線纜壓降補償?shù)墓δ?，這個功能通常是通過在INV腳上拉一個小電流來實現(xiàn)的。通過預(yù)估補償值來調(diào)節(jié)連接在INV腳上的分壓電阻的總阻值（分壓比例不變），從而補償不同負(fù)載線型和負(fù)載大小帶來的線纜壓降，以維持CV曲線的水平性（如圖2 中的CV曲線）。