接下來分析低壓輸入時效率低的問題。
將之前的控制電路圖3-4稍做修改,由低壓端做參考改為高壓端做參考,開關管也由NPN改為PNP管,詳見下圖:
圖4-1 以高壓端為參考的PWM鉗位電路
電路參數(shù)設計方法如下:
電路多出兩個端子,其中R為鉗位電壓設置端子,G端子接法不同可以分別實現(xiàn)通常的高端鉗位以及等效低端鉗位。
所謂等效低端鉗位是將鉗位電壓始終控制在略低于MOS管的Vmax水平,而功率器件仍在高端位置不會影響效率,目的是提升低壓輸入時的效率,見下圖:
圖4-2 兩種鉗位方式及仿真波形對比
圖4-2(a)中鉗位電壓隨輸入電壓變化,圖4-2(b)中鉗位電壓受輸入電壓影響較小基本鉗位在設定值附近。
對比輸入電壓對效率的影響如下(理想情況):
圖4-3 三種方式受輸入電壓影響的曲線
單就鉗位電路來說,可變鉗位電路(等效低端鉗位)隨著輸入電壓的降低“Vclamp”電壓升高(Vclamp=Vds-Vin,Vds恒定),根據(jù)公式Vclamp/(Vclamp-Vor)故效率會越來越高(深度CCM模式會拉低效率)。
但實際情況中由于二極管、開關管及變壓器等都存在寄生電容會和漏感發(fā)生諧振產生高頻振蕩對EMI產生不利影響,而這種等效低端鉗位在低壓輸入時情況會更嚴重,見下圖對比。
圖4-4 低鉗位電壓與高鉗位電壓的振鈴對比
從圖4-4中可知振鈴的幅度跟鉗位電壓大小有關,而圖(b)鉗位電壓高所以振鈴也更嚴重。一般可以通過串聯(lián)小電阻或者在二極管旁并聯(lián)RC阻尼電路來消除振鈴,但或多或少都會影響到效率所以這種方法還有待商榷。