對(duì)于高穩(wěn)定度小功率開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的研究
擇要：本文通過(guò)對(duì)美國(guó)功率集成公司Topswitch-Ⅱ的計(jì)劃，給出了一輸入電壓范疇寬、高負(fù)載穩(wěn)固度的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源計(jì)劃電路。對(duì)由Topswitch-Ⅱ?qū)崿F(xiàn)的開(kāi)關(guān)電源舉行了技法術(shù)據(jù)測(cè)試，并提出了性能革新的步伐。
敘詞：開(kāi)關(guān)電源 電流調(diào)解率 Topswitch-Ⅱ
1．弁言
小功率開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(AC-DC)的事情方法有多種，此中以開(kāi)關(guān)電源的重要元件功率開(kāi)關(guān)的事情方法可分為它激、自激驅(qū)動(dòng)兩種方法。由于它激驅(qū)動(dòng)事情方法優(yōu)于自激的事情方法，因此在開(kāi)關(guān)電源中一樣通常多接納它激驅(qū)動(dòng)的事情方法。接納它激驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)芯片種類(lèi)有很多種，按PWM事情方法又可分為電壓型、電流型，按驅(qū)動(dòng)輸出方法又可分為單端和雙端輸出。如今以單端反激事情方法的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源一樣通常多接納以UC3842芯片作為功率開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路。UC3842是美國(guó)UNI-TROD公司生產(chǎn)的高性能電流型單端集成控制器，它是及時(shí)取變革的電感電流來(lái)反應(yīng)輸入電壓的變革，是一雙環(huán)控制型集成控制器。因此它可以提供較好的電源品格。但人們?cè)趯?shí)踐中發(fā)明由UC3842電流型單端集成控制器所實(shí)現(xiàn)的電源品格越高，電源電路計(jì)劃的越加龐大，電源的本錢(qián)也隨之進(jìn)步。比年來(lái)，隨著半導(dǎo)體集成制造技能的迅猛生長(zhǎng)，美國(guó)功率集成公司推出了第一代、第二代單片三端集樂(lè)成率模塊，這種功率模塊把功率MOS的驅(qū)動(dòng)電路和高壓功率MOS開(kāi)關(guān)復(fù)合在一起，電路功效多、掩護(hù)關(guān)鍵全。Topswitch-II(Top223)便是美國(guó)功率集成公司的第二代功率模塊的代表之一，由它計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的電源不必要更多的外圍元件，使電源計(jì)劃簡(jiǎn)樸、調(diào)試容易、且性能精良。
本文遷就Topswitch-II重要事情原理做一先容，給出了電源計(jì)劃電路和技法術(shù)據(jù)測(cè)試。
2．Topswitch-Ⅱ內(nèi)部布局及原理
2．1 Topswitch-Ⅱ內(nèi)部布局
Topswitch-II是計(jì)劃周到的電源模塊，它的內(nèi)部有：①控制電壓源②帶隙基準(zhǔn)電壓③震蕩器④并聯(lián)調(diào)解偏差放大器⑤脈寬調(diào)制器⑥門(mén)驅(qū)動(dòng)級(jí)和輸出⑦過(guò)流掩護(hù)電路⑧過(guò)熱掩護(hù)及上電復(fù)位電路⑨關(guān)斷／主動(dòng)重啟動(dòng)電路⑩高壓電源。 ．
2．2 Topswitch-Ⅱ重要原理
Topswitch-II功率集成器根來(lái)源根基理是使用反饋電流IC，來(lái)調(diào)治調(diào)治驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)的PWM脈沖占空比D，從而到達(dá)穩(wěn)壓目標(biāo)。比方由于某種緣故原由使電源輸出電壓Vo↑-IC↑-D↓- Vo
Topswitch-ll功率集成器，它的外部布局共三個(gè)引腳，分別為控制端C，源極度S，漏極度D。此中控制端C有四個(gè)作用：
（1）使用控制電流IC。的巨細(xì)來(lái)調(diào)治占空比D，當(dāng)控制電流IC從6mA減到2mA時(shí)，占空比就由1．7％增長(zhǎng)至67％．K＝△D／△IC＝(1.7—67)%／(6.0—2.0)＝16％／mA。
（2）它與內(nèi)部并聯(lián)調(diào)解器／偏差放大器相連，能為芯片提供正常事情電流。
（3）為電源支路和主動(dòng)啟動(dòng)／賠償電容的毗連點(diǎn)．通過(guò)外接旁路電容來(lái)決定自啟動(dòng)頻率。
（4）對(duì)控制回路舉行賠償，其典范電壓值為5. 7V．極限為9V。最大ICM=100mA。
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3．6V、2.5A(AC—DC)穩(wěn)壓電源的計(jì)劃
3．1計(jì)劃思緒
本電源是基于Topswitch—II條件計(jì)劃的小功率開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。一個(gè)電源的計(jì)劃中克制電磁滋擾和電源具有較好的電磁兼容性是包管電源穩(wěn)固、可靠事情的關(guān)鍵。鑒于以上題目這里重要從以下幾方面思量。
（1）防備電網(wǎng)對(duì)電源的電磁滋擾和開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的污染。在電源輸入端接納了LCR電路，LCR回路具有雙向克制作用，以防備對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)滋擾。
（2）防備輸出回路對(duì)電源自身的電磁滋擾，包管電源可靠事情．在電源輸出端反饋體系接納了由線性光耦4N26和可調(diào)式細(xì)密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431組成的反饋體系。
（3）高頻變壓器的事情方法接納單端反激式。
3．2電源的穩(wěn)壓原理
當(dāng)電源輸出Vo升高時(shí)，可調(diào)式細(xì)密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431的R端電壓升高，流過(guò)線性光耦4N26的IF增長(zhǎng)．使流人Top223C的電流IC增長(zhǎng)。IC與Topswitch-II功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)脈沖寬度D成反比，至使驅(qū)動(dòng)脈沖寬度D淘汰，功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間變小，使輸出電壓Vo降落，從而到達(dá)輸出電壓Vo穩(wěn)固。當(dāng)輸出電壓Vo降落時(shí)，將引起上述相反的結(jié)果。
3．3高頻變壓器計(jì)劃與繞制
（1）高頻變壓器計(jì)劃，重要思量在滿意輸出功率的底子上防備變壓器出現(xiàn)飽和征象。在計(jì)劃時(shí)要思量留有充足△B的余量，關(guān)于高頻變壓器的計(jì)劃盤(pán)算在很多文章中都有先容，這里就不再敘述了．
（2）在變壓器的繞制上，應(yīng)細(xì)致從淘汰漏感思量，應(yīng)先繞一半低級(jí)線圈，再繞次級(jí)及反饋線圈，末了繞剩下的一半低級(jí)線圈，如許繞制的高頻變壓器現(xiàn)實(shí)結(jié)果較其他繞制方法要好。
4．電源技法術(shù)據(jù)的測(cè)試
4．1負(fù)載調(diào)解率
當(dāng)電網(wǎng)電壓220V、輸出電壓Vo為6V時(shí)、負(fù)載電流由30mA變革至2.5A時(shí)，輸出電壓Vo變革范疇小于1％。
4．2電壓調(diào)解率
當(dāng)輸出電壓Vo為6V、負(fù)載電流為2.5A時(shí)，電網(wǎng)電壓由85V～242V時(shí)，輸出電壓Vo小于0.5％。
4．3輸出交換紋波電壓
測(cè)試設(shè)置裝備部署接納日本菊水公司生產(chǎn)的cos5020示波器，現(xiàn)實(shí)測(cè)試輸出交換紋波小于30mV。
4．4電源服從
電源實(shí)測(cè)服從近74％。
5．結(jié)語(yǔ)
（1）基于Topswitch—11計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，可見(jiàn)具有外圍元件少，調(diào)試容易，電壓調(diào)解率、電流調(diào)解率靠近線性電源的品格，但其服從倒是線性電源2倍多。
（2）此電源具有精良的過(guò)載掩護(hù)本領(lǐng)，在計(jì)劃調(diào)試中做過(guò)多次過(guò)載實(shí)行，一旦過(guò)載去失，電源仍能正常事情。
（3）在濾去箱出紋波方面，由于高頻變壓器次級(jí)線圈的匝數(shù)較少，線圈等效的濾波電感小，為得到更好濾去紋波的結(jié)果，在整流后加一小電感，可使輸出紋波淘汰比力顯著。
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