Два режима работы монолитного импульсного источника питания
Интегральные схемы монолитных импульсных источников питания обладают преимуществами высокой интеграции, высокой экономической эффективности, простейшей периферийной схемы, лучших показателей производительности и могут представлять собой высокоэффективный изолированный импульсный источник питания без частотного преобразователя. Он был представлен в середине-1990, поздно подряд, он демонстрирует сильную жизнеспособность, и теперь он стал международной разработкой среднего и малого импульсного источника питания, прецизионного импульсного источника питания и модуля питания предпочтительного интегральные схемы. Импульсный источник питания, состоящий из него, по стоимости и той же мощности, источник питания с линейным стабилизатором напряжения сопоставим с эффективностью источника питания, значительно улучшается, объем и вес значительно уменьшаются. Это создает хорошие условия для продвижения и популяризации новых импульсных источников питания.
Особенности монолитного импульсного блока питания
(1) Внутренний TOpSWitch-II, включая генератор, усилитель ошибки, широтно-импульсный модулятор, схему затвора, высоковольтные переключающие трубки (MOSFET), схему смещения, схему защиты от перегрузки по току, защиту от перегрева и схему сброса при включении питания, выключение / схема автоматического перезапуска. Он полностью изолирует выход от электросети с помощью высокочастотного трансформатора, который безопасен в использовании*. Он относится к управляемым по току импульсным источникам питания с выходом с открытым стоком. За счет использования схемы КМОП существенно снижается энергопотребление устройства.
(2) Имеется только три вывода: клемма управления C, источник S, сток D, что сравнимо с трехклеммным линейным регулятором, что может быть самым простым способом создания преобразователя частоты без обратноходового импульсного источника питания. Для выполнения различных функций управления, смещения и защиты C, D являются многофункциональными выводами, что делает вывод многофункциональным. Возьмем, к примеру, клемму управления: она выполняет три функции: (1) прекращение подачи напряжения VC для встроенного параллельного стабилизатора и каскада управления затвором для обеспечения напряжения смещения; (2) конец текущего IC может регулировать рабочий цикл; (3) конец ответвленной цепи источника питания и точка подключения автоматического перезапуска/компенсационного конденсатора через внешний байпасный конденсатор для определения частоты автоматического перезапуска и компенсации контура управления.
(3) Диапазон входного переменного напряжения чрезвычайно широк. Для фиксированного входного напряжения можно выбрать переменный ток 220 В±15 %, а максимальная выходная мощность будет снижена на 40 %, если он оснащен переменным током широкого диапазона 85–265 В. Диапазон входных частот импульсного источника питания составляет 47–440 Гц.
(4) Типичное значение частоты переключения составляет 100 кГц, а диапазон регулировки рабочего цикла составляет 1,7%~67%. КПД источника питания составляет около 80%, до 90%, что почти в два раза выше, чем у линейного интегрированного регулируемого источника питания. Диапазон рабочих температур составляет от 0 до 70 градусов максимальная температура перехода чипа Tjm=135 градусов.
(5) Основной принцип работы TOpSwitch-II заключается в использовании тока обратной связи IC для регулирования рабочего цикла D для достижения цели регулирования напряжения. Например, когда выходное напряжение импульсного источника питания VOT по какой-либо причине после цепи обратной связи оптопары составит Ic↑→напряжение ошибки Vrt→D↓→Vo↓, так что Vo останется неизменным. И наоборот.
(6) простая периферийная схема, низкая стоимость. Внешне необходимо только подключить выпрямительный фильтр, высокочастотный трансформатор, цепь первичной защиты, цепь обратной связи и выходную цепь. Использование таких чипов также позволяет снизить электромагнитные помехи, создаваемые импульсным источником питания.
Два режима работы монолитного импульсного источника питания
Монолитный импульсный источник питания имеет два основных режима работы: один — непрерывный режим CUM (ContiniousMode), другой — ненепрерывный режим.
(а) Непрерывный режим (б) Прерывистый режим
ДУМ (прерывистый режим). Формы тока переключения этих двух режимов показаны на рис. (а) и рис. (б) соответственно. Как видно из рисунка, в непрерывном режиме ток первичного переключения начинается с определенной амплитуды, затем возрастает до пикового значения, а затем быстро возвращается к нулю. Форма сигнала коммутируемого тока имеет трапециевидную форму. Это указывает на то, что в непрерывном режиме следующий цикл переключения имеет начальную энергию, поскольку энергия, запасенная в высокочастотном трансформаторе, не вся высвобождается в каждом цикле переключения. Использование непрерывного режима снижает первичный пиковый ток Ip и среднеквадратичный ток IRMS, снижая энергопотребление чипа. Однако непрерывный режим требует увеличения первичной индуктивности Lp, что приводит к увеличению габаритов высокочастотного трансформатора. Таким образом, непрерывный режим подходит для переключателей TOpSwitch меньшей мощности и высокочастотных трансформаторов большего размера.
Ток переключения в прерывистом режиме возрастает от нуля до пика, а затем падает до нуля. Это означает, что энергия, запасенная в высокочастотном трансформаторе, должна полностью высвобождаться во время каждого цикла переключения, а форма его тока переключения имеет треугольную форму. Прерывистый режим имеет большие значения Ip и IRMS, но требует меньших Lp. Поэтому он подходит для использования TOpSwitch с большей выходной мощностью и высокочастотным трансформатором меньшего размера.
