Jednoukładowy zasilacz impulsowy z dwoma trybami pracy
Jednoukładowy układ scalony zasilacza impulsowego ma zalety wysokiej integracji, wysokiej wydajności kosztowej, najprostszego obwodu peryferyjnego, najlepszego wskaźnika wydajności i może tworzyć wysokowydajny izolowany zasilacz impulsowy bez transformatora częstotliwości zasilania. Po tym, jak pojawił się w połowie i pod koniec lat 90., wykazał się dużą witalnością. Obecnie stał się preferowanym układem scalonym do opracowywania zasilaczy impulsowych średniej i małej mocy, precyzyjnych zasilaczy impulsowych i modułów mocy na świecie. Złożony z niego zasilacz impulsowy jest kosztem równoważny z liniowym zasilaczem regulowanym o tej samej mocy, podczas gdy wydajność zasilacza jest znacznie poprawiona, a objętość i waga są znacznie zmniejszone. Stworzyło to dobre warunki do promocji i popularyzacji nowych zasilaczy impulsowych.
Cechy monolitycznego zasilacza impulsowego
(1)TOpSWitch-II obejmuje oscylator, wzmacniacz błędu, modulator szerokości impulsu, obwód bramki, rurkę przełącznika zasilania wysokiego napięcia (MOSFET), obwód polaryzacji, obwód zabezpieczenia nadprądowego, zabezpieczenie przed przegrzaniem i obwód resetowania po włączeniu, obwód wyłączania/automatycznego restartu . Wykorzystuje transformator wysokiej częstotliwości, aby całkowicie odizolować terminal wyjściowy od sieci, co jest bezpieczne i niezawodne. Jest to sterowany prądowo zasilacz impulsowy z wyjściem typu open-drain. Dzięki zastosowaniu układów CMOS pobór prądu przez urządzenie jest znacznie zmniejszony.
(2) Istnieją tylko trzy zaciski: zacisk sterowania C, źródło S i dren D, które są porównywalne z trójzaciskowymi regulatorami liniowymi i mogą w najprostszy sposób tworzyć zasilacz impulsowy typu flyback bez transformatora częstotliwości sieciowej. Aby uzupełnić różnorodne funkcje sterowania, polaryzacji i ochrony, C i D są wielofunkcyjnymi zaciskami, realizującymi jeden pin z wieloma funkcjami. Biorąc za przykład zacisk sterujący, ma on trzy funkcje: ①Napięcie VC tego zacisku zapewnia napięcie polaryzacji dla regulatora bocznikowego na chipie i stopnia sterownika bramki; ② Obecny układ scalony tego terminala może dostosować cykl pracy; ③Ten zacisk jest również używany jako odgałęzienie zasilania Punkt połączenia z kondensatorem automatycznego restartu/kompensacji, częstotliwość automatycznego restartu jest określana przez zewnętrzny kondensator obejściowy, a pętla sterowania jest kompensowana.
(3) Zakres wejściowego napięcia przemiennego jest bardzo szeroki. Zasilanie prądem przemiennym 220 V ± 15 procent jest opcjonalne dla wejścia o stałym napięciu, jeśli jest wyposażone w szerokozakresowe zasilanie prądem przemiennym 85 ~ 265 V, maksymalna moc wyjściowa zostanie zmniejszona o 40 procent. Zakres częstotliwości wejściowej zasilacza impulsowego wynosi 47~440 Hz.
(4) Typowa wartość częstotliwości przełączania wynosi 100 kHz, a zakres regulacji współczynnika wypełnienia wynosi od 1,7 procent do 67 procent. Sprawność zasilacza wynosi około 80 procent, do 90 procent, czyli prawie dwukrotnie więcej niż w przypadku liniowego zintegrowanego zasilacza regulowanego. Jego zakres temperatur roboczych wynosi 0-70 stopni Maksymalna temperatura złącza chipa wynosi Tjm=135 stopni.
(5) Podstawową zasadą działania TOPSwitch-II jest wykorzystanie prądu sprzężenia zwrotnego IC do regulacji współczynnika wypełnienia D w celu osiągnięcia celu regulacji napięcia. Na przykład, gdy napięcie wyjściowe VOT zasilacza impulsowego jest spowodowane z jakiegoś powodu, obwód sprzężenia zwrotnego transoptora spowoduje, że Ic↑→napięcie błędu Vrt→D↓→Vo↓, tak że Vo pozostanie niezmienione. nawzajem.
(6) obwód peryferyjny jest prosty, a koszt niski. Zewnętrznie wystarczy podłączyć filtr prostowniczy, transformator wysokiej częstotliwości, obwód ochrony pierwotnej, obwód sprzężenia zwrotnego i obwód wyjściowy. Zastosowanie takich chipów może również zmniejszyć zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez zasilacze impulsowe.
Dwa tryby pracy monolitycznego zasilacza impulsowego
Monolityczny zasilacz impulsowy posiada dwa podstawowe tryby pracy: jeden to tryb ciągły CUM (ContinuousMode), a drugi to tryb nieciągły
Przebiegi prądu przełączania dla dwóch trybów na ryc.
(a) tryb ciągły (b) tryb nieciągły
DUM (tryb nieciągły). Przebiegi prądu przełączania tych dwóch trybów pokazano odpowiednio na rysunku (a) i rysunku (b). Z rysunku widać, że w trybie ciągłym prąd przełączania pierwotnego zaczyna się od określonej amplitudy, następnie wzrasta do wartości szczytowej, a następnie szybko wraca do zera. Jego przebieg prądu przełączania jest trapezowy. Pokazuje to, że w trybie ciągłym, ponieważ energia zmagazynowana w transformatorze wysokiej częstotliwości nie jest w pełni uwalniana w każdym cyklu przełączania, następny cykl przełączania ma energię początkową. Przyjęcie trybu ciągłego może zmniejszyć pierwotny prąd szczytowy Ip i wartość skuteczną prądu IRMS oraz zmniejszyć zużycie energii przez układ. Jednak praca ciągła wymaga zwiększenia indukcyjności pierwotnej Lp, co doprowadzi do zwiększenia rozmiarów transformatora wysokiej częstotliwości. Podsumowując, tryb ciągły jest odpowiedni dla TOPSwitch z transformatorem małej mocy i wysokiej częstotliwości o dużych rozmiarach.
Prąd przełączania w trybie nieciągłym wzrasta od zera do wartości szczytowej, a następnie spada do zera. Oznacza to, że energia zmagazynowana w transformatorze wysokiej częstotliwości musi zostać całkowicie uwolniona w każdym cyklu przełączania, a jego przebieg prądu przełączania jest trójkątny. Wartości Ip i IRMS w trybie nieciągłym są większe, ale wymagane Lp jest mniejsze. Dlatego nadaje się do przyjęcia TOPSwitch o większej mocy wyjściowej i dopasowania transformatora wysokiej częstotliwości o mniejszych rozmiarach.
