3、PSR的关键技术问题
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1、PSR技术简介
1.1 传统的次级端反馈的缺点
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采用传统次级端调节反激式转换器
恒流控制 恒压控制
3
采用传统次级端调节反激式转换器
此方案可提供精确的电压、电流控制，但缺点是： （1）组件数目较多 ，电路板空间 ， 成本 ， 可靠性
（2）采样电阻Ro增加功耗 ， 效率
VIN
NP
NS
T
D
V0
iP LP
LS iS
C0
RL
M
ton toff
Flyback 变换器的原理图
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VLP
1
VIN
原边绕组感应电压
0
VIN
NP
NS
T
D
功率管漏源电压
V0
0
iP LP
LS iS
C0
RL
原边绕组电流
ip2
NP NS
VO
VIN
NP NS
VO
VIN
斜率为VIN
ip2
ip2 LP
pk
RL 调整
S
开关频率不固定
PWM方式： 保持 tS 不变
根据 RL 调整 VIN ton
开关频率固定
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2.3.1.1 PWM 恒压（CV）原理
VIN
tS 确定 LP
RL
tS 确定 LP
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保持 tS 不变 开关频率固定
PSR的输出电压
VO VIN ton
RL 2ts LP
FSR原边反馈反激式变换器及 原理
PSR技术
1、PSR技术简介
1.1 传统的次级端反馈的缺点 1.2 PSR技术的优点 1.3 PSR的应用
2、PSR技术的原理
2.1 flyback 变换器的原理 2.2 如何在原边检测输出电压Vo和输出电流Io 2.3 PSR实现恒压和恒流的原理 2.4 PSR恒压功能和恒流功能之间如何实现切换
VD VIN
VA
Vo的信息反映在原边绕组电压VD-VIN以及
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辅助绕组电压VA上
N N
A S
VO
tD tS
NP NS
VO
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2.2 如何在原边获取Vo、Io的信息
VIN
IP
NP
IS ID
VF
NS
VO IO RL
假设所有元件都是理想的
VD
M
N A VA
原边绕组电压
RS
VD
VIN
NP NS
（3）光耦合器不能工作于高温环境下 (Current transfer ratio degradation due to temperature rises)
（4）光耦合器存在一个低频极点（20-30kHz）
this low frequency pole complicates the feedback loop design
更为高效和优化
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PSR的典型输出特性曲线
VO
CV
CC
IO
PSR 反激式变换器的典型输出V-I 特性
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1.3 PSR的应用
笔记本、手机、数码相机等数码产品 的锂电子电池的充电器
计算机（PC）的辅助电源 LED 驱动
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2、PSR技术的原理
2.1 flyback 变换器的基本原理
PIN
E/T
LPiP2K 2T
LP (VIN 2T LP
ton )2
VIN2 to2n 2TLP
PO
VO2 RL
VO VIN ton
PIN PO
RL 2TLP
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2.2 如何在原边获取Vo、Io的信息
VIN
IP
NP
IS ID
VF
NS
VO IO
RL
假设所有元件都是理想的
VD
M
N A VA
tD
tS
能在原边检测 Vo、Io的信息
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2.3 PSR实现恒压、恒流的原理
2.3.1 恒压（CV）原理
PSR的输出电压 VO VIN ton
RL 2ts LP
VIN ton LP
LP
RL 2ts LP
I pk
RL LP 2ts
两种恒 压方式
t PFM方式：
保持
I
不变，检测
VO
如果在原边绕组检测Vo的信
息，则需要高压检测电路，
并且会受原边漏感耦合噪声
的影响
所以一般是通过辅助 绕组检测Vo的信息
VA
NA NS
VO
IP
IS
VD VIN
VA
I pk I D, pk
I pk I D, pk
N N
A S
VO
tD tS
NP NS
VO的信息
VIN
IP
IS ID
VF
VO IO
NP
NS
RL
假设所有元件都是理想的
IP
I pk
I pk
VD
M
N A VA
IS
I D, pk
I D, pk
RS
VD VIN
VA
NA NS
VO
NP NS
VO
VA
NA NS
VO
Vo的信息反映在 原边辅助绕组电压VA
IO
tD 2tS
NP NS
I pk
Io的信息反映在 原边峰值电流Ipk
IP
I pk
I pk
IS
I D, pk
I D, pk
RS
VD
IO I D,avg
I D, pk
NP NS
I pk
I D,avg
ID, pk tD 2tS
VIN
IO
tD 2tS
NP NS
I pk
VA
NA NS
VO
tD
Io的信息反映在原边峰值电流Ipk tS
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NP NS
VO
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2.2 如何在原边获取Vo、Io的信息
VIN
IP
NP
IS ID
VF
NS
VO IO RL
假设所有元件都是理想的
VD
M
N A VA
IP
I pk
I pk
IS
I D, pk
I D, pk
RS
VD
VIN
NP NS
(VO
VF )
VA
NA NS
(VO
VF )
副边电流为0时 VF 0
原边绕组电压
VD
VIN
NP NS
VO
VA
NA NS
VO
辅助绕组电压
2020/a9n/3d limits the crossover frequency
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1.2 PSR技术的优点
PSR（Primary-Side-Regulation ）： 原边调制
在变压器原边检测输出信息
消除了次级的采样电路
无须使用TL431和光耦合器
减少组件数目，降低了整体电路的复杂性
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RL
调整 ton
RL
VIN
VIN
调整 ton
调整
ton
调整 ton
Vo恒定 Vo恒定
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PWM方式恒压原理图
VIN
LP
LS
VO
M RS
QR QS
VDD 给芯片供
电
比较器
通过辅助绕组 检测输出电压
Vo的信息
VE
采样 保持
Vref VE 代表输出功
率Po的大小
OSC
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CV：其他条件不变，RL变化时的调整过程
M
ton toff
Flyback 变换器的原理图
开关管M导通时： 原边电流线性增加，斜率为 能量储存在原边
VIN LP
开关管M截止时： 副边电流线性减小，斜率为 能量从原边传递到副边 VO
LS
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0
副边绕组电流
iS 2
iS 2
斜率为 VO LS
0
ton
toff
DCM模式下的电压、电流波形