本文介绍了一种运用UCC28600控制器构建的准谐振反激式开关电源的构思，该构思深入剖析了准谐振反激式开关电源的运行机制与具体构建方法，详细阐述了电路构造和参数配置的步骤，并展示了实际运行中的开关信号形态。实践验证表明，该构思下研发的准谐振反激式开关电源展现出输入电压适应性强、能量转换效率高、电磁干扰低、运行稳固可靠的优越性能。准谐振技术降低了MOSFET的开关损耗，提高产品可靠性。
0 引言
准谐振转换技术已经非常完善，在各类家用电器的供电系统中得到普遍应用。最新一代节能电源系列控制器能够达到极低的150毫瓦标准休眠状态功耗。本文将说明准谐振反激式电路如何提升能源利用效率，并介绍使用UCC28600芯片设计准谐振电源的具体方法。
1 常规的硬开关反激电路
图1 展示的是一种常见的硬开关反激拓扑电路。这种非连续模式反激电路在一个工作循环内包含三个主要阶段，具体为：在 t0 到 t1 时间段，变压器向用电设备传输能量，此刻输出整流管处于导通状态，变压器初级线圈产生的电流按照 Np:Ns 的变比关系传输至输出端，该电流值会持续下降。
MOSFET的电压由三个部分组成：输入的直流电平VDC、输出的反向电平VFB、漏极电感VLK产生的电平。在t1时刻，输出二极管的电流降至零，此时变压器的初级电感和寄生电容形成一个弱阻尼的振荡回路，其振荡周期为2π乘以LC。在停滞阶段（t1到t2），寄生电容上的电平会随振荡而波动，但始终保持较高的数值。当周期t2节点到来，MOSFET进入导通阶段，寄生电容（COSS和CW）上的电荷开始经MOSFET释放，形成显著的电流脉冲。由于此时MOSFET两端存在较高电压，该电流脉冲会导致开关损耗增大。同时，电流脉冲包含丰富的高频成分，进而引发EMI问题。
2 准谐振反激式设计的实现
借助监测装置精确捕捉MOSFET漏源电压（VDS ）出现的首个最低点或最低值，并且仅在此时启动MOS-FET的导通过程，因为寄生电容充到最低电平，导通时电流的峰值会显著降低。这种情况通常称作谷值控制或近似谐振控制。该电源系统频率由输入电压/负载状况决定，属于可变频率类型。换句话说，控制方法依靠变换电源的运转节奏来实现，不论负载状况或输入电平如何，MOSFET总是选在最低点时开启。这种操作方式处在连续（CCM）和不连续状况模式（DCM）的交叉点上。所以，采用这种模式运行的设备被称作在极限电流状态（CRM）下运作。极限状态下MOSFET漏源电压如图2所示。
在反激式电源设计中采用准谐振开关方案有着许多优点：
（1）降低导通损耗
MOSFET导通时漏源电压极小，因此能够削减导通电流的峰值，缓解MOSFET的工作负担，使其温度得以降低。
（2）降低输出二极管反向恢复损耗
二次侧的整流管在零电流时断开，反向恢复损耗减少，因此电源整体效率得到提升。
（3）减少EMI
电流脉冲的削弱，加上准谐振阶段频率的波动，能够降低电磁干扰，进而减少EMI滤波装置的需求，最终实现电源费用的节省。
3 基于UCC28600 控制器的钨灯电源的设计
3.1 UCC28600控制器的主要特性
UCC28600 控制器具备多项突出优势，包括高效节能的环保工作模式，采用低电磁干扰且能量损耗极小的准谐振技术实现谷底开关，无负载状态下功率消耗低于150毫瓦，待机功耗极低，启动时仅需最大25微安电流，支持对输入输出电压进行可编程的过压防护，内置温度监控功能，当温度恢复正常时可自动重新启动，具备限流保护机制，通过逐周期控制功率并采用过流中断重启方式，支持可编程的渐进式启动功能，集成了显示工作状态的绿色引脚，该引脚还用于指示PFC是否启用。
3.2 UCC28600工作原理
UCC28600内部包含UVLO比较器，高频振荡器，准谐振控制器，软启动控制器，待机模式跳脉冲比较器，输入输出过压保护功能。其内部构造如图3所示。
（1）UVLO比较器
UCC28600 的VDD 电压从13 V开始启动，当低于8 V时会停止工作，具有5 V的回差电压，这样做能够增强UCC28600运行时的可靠性。
（2）内部振荡器
UCC28600内部含有一个振荡装置，该装置能产生40到130千赫兹的频率。
（3）准谐振控制器和软起动控制器
UCC28600运用准谐振技术优化转换效能，借助变压器磁通特性，在开关断开阶段，测量变压器线圈的输出电平，当电平较低且位于波动最低点时，表明此时变压器磁通已完全释放，可启动下一阶段。这种准谐振方式包含临界导通状态、不连续导通状态以及频率调制状态三种类型。
（4）待机模式和跳脉冲比较器
功率持续降低时，UCC28600切换至休眠状态；频率调制模式（FFM）的频率降至40 kHz且不再变化；当反馈电压低于0.6 V时，导通脉冲停止发出；当反馈电压高于0.7 V时，导通脉冲恢复正常发送，这样就形成了间歇脉冲式的休眠运行状态。
（5）输入和输出过电压保护
OVP引脚具备双重功能，既作为过电压信号输入端口，也用于响应谐振启动状态，该端口借助变压器初级偏置线圈来监测输入电压异常、负载电压异常以及谐振工况，其过压判定阈值可以通过与之连接的电阻器进行灵活设定。
3.3 钨灯电源的技术指标
电源输入范围在95到260伏交流电，频率为50或60赫兹；设备输出电压为5伏，输出电流能够达到4.3安培，并且支持通过遥控装置关闭电源输出状态。
