1、準諧振軟開關控制器IRIS4015的設計及應用 摘要：IRIS4015是一款專用準諧振軟開關控制器，該芯片功能齊全，使用外圍元件少，并具有完善的保護電路。文中詳細介紹了該芯片的特點、功能，給出了其典型應用電路。 關鍵詞：準諧振；軟開關；反激變換器；IRIS4015 概述是將和開關電源控制器封裝在一起的組合集成電路，主要應用于反激式準諧振變換器。該器件采用腳或封裝，適用于各類高低壓開關電源。該器件的靜態工作電流很低（），具有內部軟啟動、溫度補償的逐脈沖過流保護?、過壓鎖定保護（）和過熱關斷保護（）等功能。 引腳功能的管腳排列如圖所示。各引腳的功能如表所列。 應用電路工作原理在反激電源中的典型應用

2、電路如圖所示。 反饋和控制電路表1 IRIS4015的引腳功能引腳號 引腳名 功 能 1 S 內部功率MOS管源極引出端 2 GND 芯片地 3 D 內部功率MOS管漏極引出端 4 VCC 芯片電源 5 OCP/FB 過流檢測/輸出電壓反饋端 振蕩器利用內部的電容充放電來產生決定關斷時間的脈沖信號。振蕩器的工作過程如圖所示。當開通時，內部恒壓源對電容充電，的漏極電流流經產生壓降后反饋到腳，以實現初級電流控制。當腳電壓達到基準（）時，比較器翻轉，關斷，結束充電，并開始恒流放電。當兩端電壓下降到基準（）時，振蕩器輸出再次反相，導通，兩端電壓迅速充電到，反復循環開關工作。的導通時間由的斜率決定。同樣

3、，的關斷時間由和恒流放電電路決定。關斷時間由內部恒流放電電路調整到約。圖2 次級輸出電壓采用電壓型控制。輸出電壓通過光耦在兩端產生反饋電壓，反饋電壓與兩端降壓之和使比較器翻轉。當輸出電壓升高時，腳電壓升高，從而使腳電壓達到基準電壓（）的時間縮短，并使的導通寬度變窄，以減少反激變壓器存儲的能量使輸出電壓降低。 過流保護及正反饋補償過流保護電路通過檢測源極和之間串聯電阻兩端的電壓，可檢測的漏極電流，該檢測信號和之和將反饋到腳并與基準電壓（）比較，以實現限流功能。圖3 過流保護電路動作時，輸出過流使輸出電壓下降，同時輔助繞組的電壓也相應下降，當降到門限電壓以下時，控制器停止工作。輸出電流持續下降，電

4、壓因啟動電路工作而升到啟動電壓，從而使電路間歇性工作。當交流輸入電壓較高時，漏極電流較小，此時達到過流保護時的輸出功率值將大于低壓輸入時的輸出功率值。而加入由兩個電阻和一個穩壓管組成的正反饋補償電路后（如圖所示），在交流輸入電壓較高時，其總輸出功率變化不大。加入正反饋補償后，當輸入交流電壓較高時，輔助電源在腳產生的偏置電壓會降低-漏極的平均電流。這樣，由于漏極電流減小，初級繞組漏感引起的反電壓降低，兩端承受的電壓減小，同時也降低了電感電流。因此，加入正反饋補償電路后，輸出功率會被控制在適當的范圍內，同時，次級側元件承受的應力也不會過大。 準諧振電路分析圖給出了各點的波形圖。圖中，諧振電容接在的

5、漏極和源極之間，它和變壓器的初級電感構成了諧振電路。輔助繞組和腳之間加入、組成的延遲電路，可在-關斷時產生準諧振信號，并通過比較器和使電路工作在準諧振狀態。變壓器能量傳送給次級繞組后，延遲電路使準諧振信號仍維持在腳，而不是立即降落，這是因為、通過有源低通濾波器和電阻、放電所致。經過一段延遲時間后，腳電壓下降到基準電壓以下。調整并監測電壓波形，當的漏源電壓達到最低時，電路將產生諧振信號使開通。延遲時間由、的放電時間決定，不加時，延遲時間較短。由于加在腳的最高電壓為，所以準諧振信號的幅值不能超過。 鎖定電路過壓保護電路和過熱關斷電路動作時，鎖定電路使振蕩器輸出低電平，從而使電源電路停止工作。當為時

6、，鎖定電路的最大維持電流為。低溫時，經啟動電阻流進腳的維持電流需要。為了避免噪音等因素引起誤動作，鎖定定時器將產生一個延遲時間，當或電路持續工作或更長時間時，鎖定電路才開始動作。當鎖定電路動作后，穩壓器仍工作。由于通過啟動電阻供給控制器的電流會超過，從而使啟動電阻的壓降增大，所以電壓下降。當電壓下降到門限電壓?以下時，穩壓器停止工作。當電路電流低于時，電壓開始上升。當電壓上升到啟動電壓（）時，穩壓器又開始工作，控制器的電流再次增加，電壓則再一次下降。圖5 鎖定電路工作時，電壓會在范圍內波動，如圖所示。而要使鎖定電路復位，必須切斷輸入電源。 過壓保護電路當控制器輸入電壓超過時，過壓保護電路將動作。控制器輸入電壓由變壓器的輔助繞組提供，該電壓與輸出電壓成正比。當次級電壓反饋電路開路或其它原因引起次級過電壓時，過壓保護電路也會啟動。過壓保護動作時，次級輸出電壓可由下式計算：（額定輸出電壓正常