有源鉗位反激工作過程簡析（2）

之前提到了CCM和CRM 的有源鉗位反激(ACF)，因為反激主要用在小功率場合以及CCM反激的一些缺點，CRM的ACF應用更廣。

下面就針對CRM ACF具體的工作過程進行簡單分析(以UCC28780的控制方式為例)。

1.CRM ACF如何實現ZVS開通？開關信號由誰決定？

對于鉗位管QH的ZVS，在開關管QL關斷后的死區時間內，Iclamp會流經QH的體二極管，從而實現QH的ZVS開通；對于QL，在QH關斷后的死區時間內，Iclamp與Im相等(理想條件下)，且均為負值，所以在死區時間內，Im對QL的結電容抽流，實現ZVS開通。

在控制中為了能夠恰好實現ZVS開通，可以采用自適應死區時間調整的策略，如下圖，通過檢測Vsw電壓，在Vsw電壓達到所設定的閾值之后給響應的開關管開通信號。

上述是理想情況，在實際控制中，因為Vsw是高壓信號，同時采樣高點和低點電壓不太容易實現，所以在UCC28070中，兩者是分別采樣的，Vsw高壓信號通過輔助繞組采樣，Vsw低壓信號則同通過開關節點的電壓采樣(高壓時給屏蔽掉，具體見datasheet)。

上圖分別為QL off—QH on與QH off—QL on兩個死區時間調整的示意圖，因為對于QL而言，關斷信號是由電壓環的閉環反饋信號與電流采樣信號決定，當兩者相等時，給出QL的關斷信號，然后QH的開通信號則是由實現QH的ZVS開通條件給出(Vsw大于某一值)。

而QH的關斷信號以及QL的開通信號(記兩者死區時間為tz)則不是那么確定，因為QL的ZVS既可以調節Im-(tDM)的大小，又可以調節tz的大小。

首先看QH關斷后的波形，td(dr)為關斷延遲時間，QH關斷后，Im-作為給QL抽流的電流，如果恰好能實現ZVS開通，在IM-為零時，Vsw也將為0，如下圖所示，這種方案應該是相對較優的，而在QH關斷前，Vsw=Vbulk+NVo，因為在Vsw小于Vbulk之前Im都是反向增加的，所以可以加算出下圖tz的值為:

上式中tz是隨著Vbulk的增加而減小的，所以在某一輸入電壓下可以固定tz的大小，通過調節tDM的大小實現QL的自適應的ZVS開通(如果在當前周期沒有實現ZVS，則在下一個周期增加tDM的大小，從而增加IM-；反之也可減小Im-，直至恰好實現ZVS，使損耗最小)。這里因為IM-本身較小，所以在抽流過程中不能看作是恒定值。

2.使用Si器件和GaN器件有何不同？電流跌落及其影響

Si和GaN器件的Coss差異較大，如下圖，這種差異不僅會對實現軟開關有影響，對ACF的波形也有較大影響。

如下圖所示是使用不同類型的器件工作波形的差異，從中可以看出，對于寄生電容較大的同步整流管，在QL關斷時Ipri有較大跌落，原邊使用GaN器件的跌落更是明顯，通過分析可以得到電流跌落的大小如下式：

式中Cpj為副邊開關管寄生電容反射到原邊的電容，可見原副邊結電容相差越大，電流跌落越大，這個電流跌落主要用來給原副邊結電容充電。從下圖可以看出這種跌落能夠將更多的電流傳遞至副邊，使鉗位電路流經的電流更小。

3.原邊諧振和副邊諧振有何不同？

ACF諧振方式可以分為原邊諧振和副邊諧振，其等效電路分別如下圖所示，當反射到原邊的輸出電容遠大于鉗位電容時屬于原邊諧振方式，反之則為副邊諧振方式，兩種不同諧振方式對原副邊電流波形的影響也較大。

如下圖所示是原邊諧振方式的波形(大概諧振3/4個周期，可作為設計鉗位電容的依據)，如果參數設計不當，有可能會使副邊電流在一個周期內出現兩次過零，這對同步整流管的控制是非常不利的。

而副邊諧振方式則不存在此問題。從下表可以看出原副邊同時諧振的方案(副邊為主)是相對較好的，在設計過程中應當滿足諧振電流iLr能夠與勵磁電流相遇，并且通過調整諧振周期使其在勵磁電流為負時相遇，然后共同對QL抽流，以實現QL的ZVS開通。