低EMI、高效的零电压开关反激式开关电源设计

反激式开关电源以电路简单电磁干扰相对小得到广泛应用，而采用自激型反激式开关电源减小EMI将导致电源效率下降，发热量大，可靠性下降。因而需要一种低EMI，高效的反激式开关电源。本文的“零电压”开关方式，复位过程无损耗，因此效率高。同时电感电流也为零，开通时刻因寄生振荡所产生的输出电压尖峰和EMI大幅度降低。

反激式开关电源以电路简单电磁干扰相对小而得到广泛应用，对开关电源的输出电压尖峰和EMI也提出了更高的要求，通常减小EMI的方法主要是采用自激型反激式开关电源，用开关速度相对慢的双极晶体管作为主开关；加大缓冲电路电容量来降低关断过程的dz/dt，di/dt产生的EMI用减缓导通过程减小开通EMI，付出的代价是电源效率下降，发热量大，可靠性下降。因而需要一种低EMI，高效的反激式开关电源，软开关反激式开关电源，便是比较理想的解决方案。

零电压开关

变压器通过次级绕组、输出整流二极管向输出端释放储能。变压器次级电流为：

变压器次级电流降到零，变压器储能全部释放，输出整流二极管自然关断，电路进人缓冲电路复位阶段。

缓冲电路复位阶段对应t3-t4期间为使缓冲电容器在下一个开关周期能起到缓冲作用，保证开关管“零电压”关断和“零电压”开通，需将缓冲电容器放电，将电荷全部泄放，即复位。与有损耗缓冲电路不同，无损耗缓冲电路采用LC谐振方式将缓冲电容器复位，本文电路的复位电感为变压器初级电感。

电路性能分析

本文提出的“零电压”开关方式。复位过程也无损耗，基本消除了开关过程中的开关损耗，因此效率高，通常高于85%相对有损耗缓冲电路整机电源效率高5-10%，不仅如此由于“零电压”开关在开通过程中基本上实现了零电压开通，同时电感电流也为零，使开通过程既无能量交换(包括寄生参数的能量交换)又使输出整流二极管在缓冲电路复位过程中有充分时间和缓变电压下缓慢反向恢复，开通时刻因寄生振荡所产生的输出电压尖峰和EMI大幅度降低，由于零电压关断和较大容t缓冲电容器使关断过程避免了大的dv/dt，抑制了变压器漏感和二极管开通造成的寄生振荡，因而开关管关断时刻的输出尖峰电压和EMU也很小，基本上消除了常规有损耗缓冲电路对以致开关电压尖峰抑制现象。

尽管电路原理分析可以实现“零”或极低的输出电压尖峰和EMU，实际上由于各种原因的寄生振荡仍然存在，在开关过程中也会产生不同程度的输出电压尖峰和E闭，因此适当减缓开关过程有时是必要的，也可以采用开通过程的比例驱动。由于零电压开关消除了变压器储能释放尽后缓冲电容器与变压器初级电感的寄生振荡，有利于减小变压器的损耗。本文提出的反激式开关电源零电压开关电路的过电流保护应采用逐周峰值电流限制方式，在过电流状态下将不是零电压开关，开关损耗将增加，因此应辅之以“打隔”保护方式。