Single-chip switchande strömförsörjning med två arbetslägen
Den integrerade kretsen för strömförsörjning med ett chip har fördelarna med hög integration, hög kostnadsprestanda, den enklaste perifera kretsen, det bästa prestandaindexet och kan bilda en högeffektiv isolerad strömförsörjning utan strömfrekvenstransformator. Efter att den kom ut i mitten till slutet av 1990-talet har den visat stark vitalitet. För närvarande har det blivit den föredragna integrerade kretsen för utveckling av medelstora och små strömförsörjningsaggregat, precisionskopplingsströmförsörjning och strömmoduler i världen. Omkopplingsströmförsörjningen som består av den är likvärdig i kostnad med den linjärt reglerade kraftförsörjningen med samma effekt, medan effektiviteten hos kraftförsörjningen förbättras avsevärt och volymen och vikten reduceras avsevärt. Detta har skapat goda förutsättningar för främjande och popularisering av nya switchade nätaggregat.
Funktioner av monolitisk switchande strömförsörjning
(1)TOpSWitch-II inkluderar oscillator, felförstärkare, pulsbreddsmodulator, grindkrets, högspänningsströmbrytarrör (MOSFET), förspänningskrets, överströmsskyddskrets, överhettningsskydd och strömåterställningskrets, avstängnings-/ auto-omstartskrets . Den använder en högfrekvenstransformator för att helt isolera utgångsterminalen från nätet, vilket är säkert och pålitligt. Det är en strömstyrd strömförsörjning med öppen dränering. På grund av användningen av CMOS-kretsar reduceras enhetens strömförbrukning avsevärt.
(2) Det finns bara tre terminaler: styrterminal C, source S och drain D, som är jämförbara med tre-terminala linjära regulatorer och kan på enklaste sätt bilda en tillbakakopplingsströmförsörjning utan en effektfrekvenstransformator. För att fullborda en mängd olika styr-, förspännings- och skyddsfunktioner är C och D multifunktionella terminaler som realiserar ett stift med flera funktioner. Om man tar kontrollterminalen som ett exempel, har den tre funktioner: ①Spänningen VC för denna terminal tillhandahåller förspänning för shuntregulatorn på chipet och gatedrivsteget; ②Den här terminalens nuvarande IC kan justera arbetscykeln; ③Denna terminal används också som en strömförsörjningsgren Anslutningspunkten med den automatiska omstarts-/kompensationskondensatorn, frekvensen för den automatiska omstarten bestäms av en extern bypass-kondensator och styrslingan kompenseras.
(3) Området för ingående växelspänning är extremt brett. 220V±15 procent växelström är valfritt för fast spänningsingång, om den är utrustad med 85~265V bred växelström, kommer den maximala uteffekten att minska med 40 procent. Ingångsfrekvensområdet för strömförsörjningen är 47~440Hz.
(4) Det typiska värdet för omkopplingsfrekvensen är 100KHz, och justeringsområdet för arbetsförhållandet är 1,7 procent till 67 procent. Effektiviteten för strömförsörjningen är cirka 80 procent, upp till 90 procent, vilket är nästan dubbelt så högt som det linjärt integrerade reglerade nätaggregatet. Dess arbetstemperaturområde är 0-70 grader Chipets maximala korsningstemperatur är Tjm=135 grader .
(5) Den grundläggande arbetsprincipen för TOpSwitch-II är att använda återkopplingsströmmen IC för att justera arbetsförhållandet D för att uppnå syftet med spänningsreglering. Till exempel, när utgångsspänningen VOT från omkopplingsströmförsörjningen orsakas av någon anledning, kommer optokopplarens återkopplingskrets att göra Ic↑→felspänning Vrt→D↓→Vo↓, så att Vo förblir oförändrad. vice versa.
(6) Den perifera kretsen är enkel och kostnaden är låg. Externt behöver endast anslutas likriktarfilter, högfrekvenstransformator, primärskyddskrets, återkopplingskrets och utgångskrets. Användningen av sådana chips kan också minska elektromagnetiska störningar som genereras genom att byta strömförsörjning.
Två arbetslägen för monolitisk strömförsörjning
Den monolitiska strömförsörjningen har två grundläggande arbetslägen: ett är det kontinuerliga läget CUM (ContinuousMode), och det andra är det diskontinuerliga läget
Växlingsströmvågformerna för de två lägena i fig.
(a) kontinuerligt läge (b) diskontinuerligt läge
DUM (Discontinuous Mode). Växlingsströmvågformerna för dessa två moder visas i figur (a) respektive figur (b). Det kan ses från figuren att i kontinuerligt läge startar den primära omkopplarströmmen från en viss amplitud, stiger sedan till ett toppvärde och återgår sedan snabbt till noll. Dess omkopplingsströmvågform är trapetsformad. Detta visar att i kontinuerligt läge, eftersom energin som lagras i högfrekvenstransformatorn inte frigörs helt i varje kopplingscykel, har nästa kopplingscykel en initial energi. Att använda det kontinuerliga läget kan minska den primära toppströmmen Ip och det effektiva strömvärdet IRMS och minska strömförbrukningen för chipet. Det kontinuerliga läget kräver dock en ökning av den primära induktansen Lp, vilket kommer att leda till en ökning av storleken på högfrekvenstransformatorn. Sammanfattningsvis är kontinuerligt läge lämpligt för TOPSwitch med liten effekt och högfrekvenstransformator med stor storlek.
Omkopplarströmmen i diskontinuerligt läge stiger från noll till toppvärde och sjunker sedan till noll. Detta innebär att energin som lagras i högfrekvenstransformatorn måste frigöras helt i varje kopplingscykel, och dess kopplingsströmvågform är triangulär. Ip- och IRMS-värdena i det diskontinuerliga läget är större, men den erforderliga Lp är mindre. Därför är den lämplig för att använda TOPSwitch med större uteffekt och matchande högfrekvenstransformator med mindre storlek.
