本文提出了一种基于UCC28600控制器的准谐振反激式开关电源的设计方法，该方法分析了准谐振反激式开关电源的工作原理及实现方式，给出了电路及参数设计和选择过程，以及实际工作开关波形。实验证明，该方法中所设计的准谐振反激式开关电源具有输入电压范围宽、转换效率高、低EMI、工作稳定可靠的特点。准谐振技术降低了MOSFET的开关损耗，提高产品可靠性。
引言
准谐振转换是十分成熟的技术，广泛用于消费产品的电源设计中。新型的绿色电源系列控制器实现低至150mW的典型超低待机功耗。本文将阐述准谐振反激式转换器是如何提高电源效率以及如何用UCC28600设计准谐振电源。
常规的硬开关反激电路
图1所示为常规的硬开关反激式转换器电路。这种不持续模式反激式转换器(DCM)一个工作周期分为三个工作区间：(t0~t1)为变压器向负载供应能量阶段，此时输出二极管导通，变压器初级的电流通过Np:Ns的耦合流向输出负载，逐渐减小。
图1
准谐振反激式设计的实现
图2
在反激式电源设计中采用准谐振开关方法有着许多优点：
(1)降低导通损耗
由于MOSFET导通具有最小的漏源电压，故可以减小导通电流尖峰。减轻了MOSFET的压力，降低器件的温度。
(2)降低输出二极管反向恢复损耗
由于二次侧的整流管零电流关断，反向恢复损耗降低，从而提高电源整体效率。
(3)减少EMI
导通电流尖峰的减小以及在准谐振过程中存在频率抖动，将会减小EMI噪声，这就减少EMI滤波器的使用数量，从而降低电源成本。
基于UCC28600控制器的钨灯电源的设计
1、UCC28600控制器的重要特性
UCC28600控制器的重要特性有先进的绿色模式控制方式;低EMI及低损耗(谷底开关)的准谐振控制方式;空载损耗小于150mW(低待机电流);低启动电流(最大25μA);;可编程过压保护(输入电压和输出电压);内置过温保护，温度回复后可自动重启;限流保护：逐周期限功率，过电流打嗝式重启;可编程软启动;;集成绿色状态脚(pFC使能端)。
2、UCC28600工作原理
UCC28600内部集成了UVLO比较器，高频振荡器，准谐振控制器和软起动控制器，待机模式跳脉冲比较器，输入和输出过电压保护。其内部结构图如图3所示。
图3
(1)UVLO比较器
UCC28600的VDD电压在13V起动，在低于8V时关闭，有5V的滞差电压，可以提高UCC28600工作的稳定性。
(2)内部振荡器
UCC28600内部集成了一个40~130kHz的振荡器。
(3)准谐振控制器和软起动控制器
UCC28600采用准谐振的开关变换器以提高转换效率，利用变压器的励磁磁通，在开关关断期间，检测变压器绕组的输出电压，假如电压偏低及处于振荡的波谷时，可以确认该时刻变压器励磁磁通耗尽，可以开启下一周期。该准谐振模式可分为临界导通模式(CRM)和不持续导通模式(DCM)以及频率调制模式(FFM)。
(4)待机模式和跳脉冲比较器
当功率继续减小，UCC28600进入待机模式;频率调制模式(FFM)频率下降到40kHz，不再减小;当FB小于0.6V时，开关脉冲输出关断，当FB大于0.7V时，开关脉冲正常输出，从而得到跳脉冲模式的待机工作状态。
(5)输入和输出过电压保护
OVp引脚为过电压(线电压和负载电压)输入脚以及谐振开通的响应脚，此脚通过变压器初级偏置线圈来侦测输入过压，负载过压及谐振条件，其过压点可通过与此脚相连的电阻来灵活调节。
3、钨灯电源的技术指标
输入电压：95~260VAC50/60Hz;输出电压：5V;输出电流：4.3A;可遥控关闭电源输出。
4、电源设计过程
钨灯电源电路图如图4所示，交流电源从左上角输入，经输入电源滤波器、整流桥、高压电容，转为约130~360V的直流高压。N14、V30组成高压侧主电路，将直流高压斩波为脉冲电压，通过变压器耦合，经V12整流输出，输出电容滤波为直流电压。
图4
3.4.1、启动电路
3.4.2、遥控电路
遥控电路用光耦TLp181安全隔离，当遥控信号输入CTL端加电流信号时，光耦输出端导通，通过V33将UCC28600的SS引脚拉低，关闭MOSFET的驱动信号;通过R32将VDD电压拉低，低于UCC28600的启动电压，防止芯片一直处于重启过程。
3.4.3、反馈电路
采用TL431采样输出端电压，通过光耦TLp181隔离后反馈到芯片的输入端。TL431的基准电压为2.495V，通过R84、R85的分压，将输出电压设定在11.5V.由于负载为固定钨灯电源，所以不用考虑电源的瞬态相应，故TL431的补偿电容采用简单的Ⅰ类补偿，电路简单，稳定可靠。
3.4.4、变压器设计
设在最大负载时，UCC28600工作在准谐振模式，其最大占空比发生在最低输入电压时，在固定输入电压和输入功率的情况下：
图
初级绕组采用2×0.35漆包线，次级采用125μm铜箔，采用三明治绕法，磁芯中心柱开气隙，使ALG为275nH/T2。
5、测试数据
3.5.1、电源转换效率
电源在不同输入输出条件下效率如图5所示。
图5
3.5.2、不同状态下的开关管波形
电源在不同状态下的开关管波形如图6所示。
由图6可以看出，当输出负载很小时，电源是工作于跳脉冲模式，这样可以降低开关损耗，提高轻载电源效率;随着负载加大，电源开始进入频率调制工作模式。在满载且输入电压较高时，电源工作于频率较高的准谐振模式;假如输入电压较低时，工作模式不变，但开关频率降低，维持开关管在波形谷底导通。
图6
结语
本文提出的基于UCC28600控制器的准谐振反激式开关电源的设计方法，该方法利用准谐振技术降低了MOSFET的开关损耗。实践证明，基于UCC28600的准谐振反激式开关电源的设计具有输入电压范围宽、输出电压精度高、高转换效率、低待机功耗等特点。本电源应用于钨灯电源中，最高效率达到86%，收到了良好效果。