基于无APFC的全压开关电源电路设计方案与实现

2、主电源

2.1、主电源设计

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。

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。