對于高穩(wěn)定度小功率開關(guān)穩(wěn)壓電源的研究
擇要：本文通過對美國功率集成公司Topswitch-Ⅱ的計劃，給出了一輸入電壓范疇寬、高負(fù)載穩(wěn)固度的開關(guān)穩(wěn)壓電源計劃電路。對由Topswitch-Ⅱ?qū)崿F(xiàn)的開關(guān)電源舉行了技法術(shù)據(jù)測試，并提出了性能革新的步伐。
敘詞：開關(guān)電源 電流調(diào)解率 Topswitch-Ⅱ
1．弁言
小功率開關(guān)穩(wěn)壓電源(AC-DC)的事情方法有多種，此中以開關(guān)電源的重要元件功率開關(guān)的事情方法可分為它激、自激驅(qū)動兩種方法。由于它激驅(qū)動事情方法優(yōu)于自激的事情方法，因此在開關(guān)電源中一樣通常多接納它激驅(qū)動的事情方法。接納它激驅(qū)動功率開關(guān)的驅(qū)動芯片種類有很多種，按PWM事情方法又可分為電壓型、電流型，按驅(qū)動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關(guān)穩(wěn)壓電源一樣通常多接納以UC3842芯片作為功率開關(guān)的驅(qū)動電路。UC3842是美國UNI-TROD公司生產(chǎn)的高性能電流型單端集成控制器，它是及時取變革的電感電流來反應(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。但人們在實踐中發(fā)明由UC3842電流型單端集成控制器所實現(xiàn)的電源品格越高，電源電路計劃的越加龐大，電源的本錢也隨之進(jìn)步。比年來，隨著半導(dǎo)體集成制造技能的迅猛生長，美國功率集成公司推出了第一代、第二代單片三端集樂成率模塊，這種功率模塊把功率MOS的驅(qū)動電路和高壓功率MOS開關(guān)復(fù)合在一起，電路功效多、掩護(hù)關(guān)鍵全。Topswitch-II(Top223)便是美國功率集成公司的第二代功率模塊的代表之一，由它計劃實現(xiàn)的電源不必要更多的外圍元件，使電源計劃簡樸、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，給出了電源計劃電路和技法術(shù)據(jù)測試。
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門驅(qū)動級和輸出⑦過流掩護(hù)電路⑧過熱掩護(hù)及上電復(fù)位電路⑨關(guān)斷／主動重啟動電路⑩高壓電源。 ．
2．2 Topswitch-Ⅱ重要原理
Topswitch-II功率集成器根來源根基理是使用反饋電流IC，來調(diào)治調(diào)治驅(qū)動功率開關(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有四個作用：
（1）使用控制電流IC。的巨細(xì)來調(diào)治占空比D，當(dāng)控制電流IC從6mA減到2mA時，占空比就由1．7％增長至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）為電源支路和主動啟動／賠償電容的毗連點．通過外接旁路電容來決定自啟動頻率。
（4）對控制回路舉行賠償，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)壓電源的計劃
3．1計劃思緒
本電源是基于Topswitch—II條件計劃的小功率開關(guān)穩(wěn)壓電源。一個電源的計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)對電源的電磁滋擾和開關(guān)電源對電網(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，以防備對稱和非對稱滋擾。
（2）防備輸出回路對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，可調(diào)式細(xì)密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431的R端電壓升高，流過線性光耦4N26的IF增長．使流人Top223C的電流IC增長。IC與Topswitch-II功率開關(guān)驅(qū)動脈沖寬度D成反比，至使驅(qū)動脈沖寬度D淘汰，功率開關(guān)導(dǎo)通時間變小，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，將引起上述相反的結(jié)果。
3．3高頻變壓器計劃與繞制
（1）高頻變壓器計劃，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。在計劃時要思量留有充足△B的余量，關(guān)于高頻變壓器的計劃盤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)先繞一半低級線圈，再繞次級及反饋線圈，末了繞剩下的一半低級線圈，如許繞制的高頻變壓器現(xiàn)實結(jié)果較其他繞制方法要好。
4．電源技法術(shù)據(jù)的測試
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、負(fù)載電流由30mA變革至2.5A時，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，電網(wǎng)電壓由85V～242V時，輸出電壓Vo小于0.5％。
4．3輸出交換紋波電壓
測試設(shè)置裝備部署接納日本菊水公司生產(chǎn)的cos5020示波器，現(xiàn)實測試輸出交換紋波小于30mV。
4．4電源服從
電源實測服從近74％。
5．結(jié)語
（1）基于Topswitch—11計劃實現(xiàn)的開關(guān)穩(wěn)壓電源，可見具有外圍元件少，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載掩護(hù)本領(lǐng)，在計劃調(diào)試中做過多次過載實行，一旦過載去失，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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