一种高效率AC/DC变换器的实现方案

容器约为：1.2μF/W和0.4μF/W，在通常的滤波电容的选择容量范围内。因此，经过PFC的预稳定的作用，其输出电压的稳定程度基本符合应用要求，后面的可以仅完成隔离作用即可。
　　2.3 非稳压半桥变换器的零电压开关

由于PFC级具备稳压功能，故隔离级采用非稳压半桥变换器，以尽可能地提高整机效率，主回路如图2(a)。非稳压半桥变换器的两开关管分别可以工作在近50％占空比，这时不仅开关管的利用率最高，而且实现了零电压开关。变换器的最小死区时间仅受开关管的关断延迟的限制。当非稳压半桥变换器工作在这种状态下，Q2导通期间电流流向如图2(b)。当Q2由导通变为关断，变压器的漏感电流不能跃变，由于Q2的关断，变压器的漏感电流分别对Q2、Q3的源/漏寄生电容充/放电，使A点电压由电源电压的高电位转变为低电位，使与Q3反并联的二极管D3导通，提供变压器的漏感电流通路，形成了事实上的零电压关断，如图2(c)。当变压器的漏感电流降到零前，使Q3导通（由于死区时间不到1μs，很容易满足），使Q3在“零电压”导通，如图2(d)。Q3关断、Q2导通的过程与上述描述相同，不再赘述，从而实现了“零电压”开关，使开关管的损耗几乎仅为导通损耗。本文的应用实例中，Q2、Q3选用IRFR320结温为100℃时的导通电阻为3Ω，满载时的工作电流约为300mA，导通压降为lV，占电源电压的0.25％。这样半桥的两个开关管的损耗可以小于整机输入功率的1％。隔离变压器由于工作在特定的工作状态，因而，其效率也非常高，大约为整机输入功率的1％。

2.4 肖特基整流二极管

由于隔离级开关管的占空比接近100％（98％），不仅流过输出整流器的电流的有效值最小，而且，输出级全波整流器的耐压仅需输出电压的2倍，对于输出为24V输出，完全可以选用耐压60V的肖特基整流二极管即可满足要求，而耐压60V的肖特基整流二极管的导通压降（大幅度降额使用，约0.2倍额定电流）可以达0.35V甚至0.3V以下。这样本级效率实际可达约97~98％。

3 实验数据及分析

测试设备：FLUKE F105B示波表、C64系列电流表、电压表、瓦特表。输入电压在85V时的电源效率约93％，输入电流波形和谐波分析如图3。功率因数不低于0.99；非稳压半桥变换器的开关管源、漏电压波形如图4，输出电压纹波如图5，输出电压尖峰在70mV左右；负载调整率小于1%。

与正激变换器相比本文提出的电路拓扑的电感、电解电容器的数量是相同的；由于少一个输出滤波电感，比具有PFC的正激变换器简单；所有功率器件无散热器，可直接帖焊在PCB上使体积明显减小，因此，在环境温度为30℃时PFC的提升电感、开关管、提升二极管和半桥变换器的开关管、变压器、输出整流二极管由于实际损耗很低，故温度均在55~6l℃，均不高于60℃。即使在塑壳封闭环境下的最高温度不高于90℃，其管芯和绕组内的最高温度将不高于110℃。

在输出整流器采用二极管整流的方案，使整机效率在输出20~24V时全电压范围输入电压并且带有PFC功能时的效率超过90％是一个高效、廉价的开关电源的解决方案。