原邊反饋方式的AC/DC控制技術(shù)是最近10年間發(fā)展起來(lái)的新型AC/DC控制技術(shù)，與傳統(tǒng)的副邊反饋的光耦加431的結(jié)構(gòu)相比，其最大的優(yōu)勢(shì)在于省去了這兩個(gè)芯片以及與之配合工作的一組元器件，這樣就節(jié)省了系統(tǒng)板上的空間，降低了成本并且提高了系統(tǒng)的可靠性。在手機(jī)充電器等成本壓力較大的市場(chǎng)，以及LED驅(qū)動(dòng)等對(duì)體積要求很高的市場(chǎng)具有廣闊的應(yīng)用前景。
在省去了這些元器件之后，為了實(shí)現(xiàn)高精度的恒流/恒壓(CC/CV)特性，必然要采用新的技術(shù)來(lái)監(jiān)控負(fù)載、電源和溫度的實(shí)時(shí)變化以及元器件的同批次容差，這就涉及到初級(jí)(原邊)調(diào)節(jié)技術(shù)、變壓器容差補(bǔ)償、線纜補(bǔ)償和EMI優(yōu)化技術(shù)。
初級(jí)調(diào)節(jié)的原理是通過(guò)精確采樣輔助繞組(NAUX)的電壓變化來(lái)檢測(cè)負(fù)載變化的信息。當(dāng)控制器將MOS管打開(kāi)時(shí)，變壓器初級(jí)繞組電流ip從0線性上升到ipeak，公式為
。此時(shí)能量存儲(chǔ)在初級(jí)繞組中，當(dāng)控制器將MOS管關(guān)斷后，能量通過(guò)變壓器傳遞到次級(jí)繞組，并經(jīng)過(guò)整流濾波送到輸出端VO。在此期間，輸出電壓 VO 和二極管的正向電壓 VF 被反射到輔助繞組 NAUX，輔助繞組 NAUX 上的電壓在去磁開(kāi)始時(shí)刻可由公式
表示，其中VF是輸出整流二極管的正向?qū)▔航担谌ゴ沤Y(jié)束時(shí)刻可由公式
表示，由此可知，在去磁結(jié)束時(shí)間點(diǎn)，次級(jí)繞組輸出電壓與輔助繞組具有線性關(guān)系，只要采樣此點(diǎn)的輔助繞組的電壓，并形成由精確參考電壓箝位的誤差放大器的環(huán)路反饋，就可以穩(wěn)定輸出電壓VO。這時(shí)的輸出電流IO由公式
表示，其中VCS是CS腳上的電壓，其他參數(shù)意義如圖1所示。這是恒壓(CV)模式的工作原理。
圖1 原邊控制應(yīng)用框圖及主要節(jié)點(diǎn)波形圖。
當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)電流極限時(shí)，負(fù)載電流會(huì)被箝位在極限電流值，此時(shí)系統(tǒng)就進(jìn)入恒流(CC)模式，這里對(duì)IO的公式需要加一個(gè)限定條件即
，即去磁時(shí)間與開(kāi)關(guān)周期的比例保持一個(gè)常數(shù)，這樣在CC模式下的輸出電流公式變成了
，其中C1是一個(gè)小于0.5的常數(shù)，VCSLMT是CS引腳限壓極限值。
在使得去磁時(shí)間與開(kāi)關(guān)周期的比例保持一個(gè)常數(shù)后，輸出的電壓和電流就都與變壓器的電感值無(wú)關(guān)了，因此在實(shí)用層面上降低了應(yīng)用方案對(duì)同批次電感感值一致性的要求，從而降低了大規(guī)模生產(chǎn)加工的成本。
與此同時(shí)，原邊反饋系統(tǒng)還會(huì)面臨線纜壓降的問(wèn)題。因?yàn)橄到y(tǒng)不是直接采樣輸出端(次級(jí)繞組整流后)的電壓，而是通過(guò)采樣輔助繞組的去磁結(jié)束點(diǎn)的電壓來(lái)控制環(huán)路反饋的，因此，當(dāng)輸出線較長(zhǎng)或者線徑較細(xì)時(shí)，在負(fù)載線上會(huì)存在較大的內(nèi)阻(例如在充電器方案中)。在負(fù)載電流變化較大的情況下，輸出線的末端電壓也會(huì)有較大變化。在CV模式下，這種變化在某些場(chǎng)合是不能接受的，因此，原邊反饋驅(qū)動(dòng)芯片還應(yīng)該提供對(duì)線纜壓降補(bǔ)償?shù)墓δ?，這個(gè)功能通常是通過(guò)在INV腳上拉一個(gè)小電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)預(yù)估補(bǔ)償值來(lái)調(diào)節(jié)連接在INV腳上的分壓電阻的總阻值(分壓比例不變)，從而補(bǔ)償不同負(fù)載線型和負(fù)載大小帶來(lái)的線纜壓降，以維持CV曲線的水平性(如圖2 中的CV曲線)。
