Alimentare comutată cu un singur cip cu două moduri de lucru
Circuitul integrat de alimentare cu comutare cu un singur cip are avantajele unei integrări ridicate, performanță la costuri ridicate, cel mai simplu circuit periferic, cel mai bun indice de performanță și poate forma o sursă de alimentare cu comutație izolată de înaltă eficiență fără transformator de frecvență de alimentare. După ce a apărut la mijlocul până la sfârșitul anilor 1990, a dat dovadă de o puternică vitalitate. În prezent, a devenit circuitul integrat preferat pentru dezvoltarea surselor de alimentare cu comutație de putere medie și mică, surse de alimentare cu comutare de precizie și module de putere din lume. Sursa de alimentare în comutație compusă din aceasta este echivalentă ca cost cu sursa de alimentare reglată liniară a aceleiași puteri, în timp ce eficiența sursei de alimentare este îmbunătățită semnificativ, iar volumul și greutatea sunt mult reduse. Acest lucru a creat condiții bune pentru promovarea și popularizarea noilor surse de alimentare în comutație.
Caracteristicile sursei de alimentare cu comutare monolitică
(1)TOpSWitch-II include oscilator, amplificator de eroare, modulator de lățime a impulsului, circuit de poartă, tub comutator de înaltă tensiune (MOSFET), circuit de polarizare, circuit de protecție la supracurent, protecție la supraîncălzire și circuit de resetare la pornire, circuit de oprire/repornire automată . Utilizează un transformator de înaltă frecvență pentru a izola complet terminalul de ieșire de rețea, care este sigur și fiabil. Este o sursă de alimentare comutată controlată de curent cu ieșire cu scurgere deschisă. Datorită utilizării circuitelor CMOS, consumul de energie al dispozitivului este redus semnificativ.
(2) Există doar trei terminale: terminalul de control C, sursa S și scurgerea D, care sunt comparabile cu regulatoarele liniare cu trei terminale și pot forma o sursă de alimentare cu comutare de tip flyback fără un transformator de frecvență de putere în cel mai simplu mod. Pentru a finaliza o varietate de funcții de control, polarizare și protecție, C și D sunt terminale multifuncționale, realizând un pin cu mai multe funcții. Luând ca exemplu terminalul de control, acesta are trei funcții: ①Tensiunea VC a acestui terminal furnizează tensiune de polarizare pentru regulatorul de șunt pe cip și treapta de driver de poartă; ② IC-ul curent al acestui terminal poate ajusta ciclul de funcționare; ③Acest terminal este folosit și ca ramură de alimentare. Punctul de conectare cu condensatorul de repornire/compensare automată, frecvența repornirii automate este determinată de un condensator de bypass extern, iar bucla de control este compensată.
(3) Gama tensiunii AC de intrare este extrem de largă. Puterea de 220V ± 15% AC este opțională pentru tensiune fixă de intrare, dacă este echipată cu o putere de curent alternativ de 85 ~ 265V, puterea maximă de ieșire va fi redusă cu 40%. Gama de frecvență de intrare a sursei de comutare este de 47~440Hz.
(4) Valoarea tipică a frecvenței de comutare este de 100 KHz, iar domeniul de ajustare a raportului de funcționare este de la 1,7 la 67 la sută. Eficiența sursei de alimentare este de aproximativ 80 la sută, până la 90 la sută, ceea ce este aproape dublu față de sursa de alimentare reglată liniară integrată. Intervalul său de temperatură de lucru este de 0-70 grade Temperatura maximă de joncțiune a cipului este Tjm=135 grade .
(5) Principiul de lucru de bază al TOpSwitch-II este utilizarea curentului de feedback IC pentru a regla raportul de funcționare D pentru a atinge scopul de reglare a tensiunii. De exemplu, atunci când tensiunea de ieșire VOT a sursei de alimentare cu comutare este cauzată de un anumit motiv, circuitul de feedback al optocuplerului va face Ic↑→tensiune de eroare Vrt→D↓→Vo↓, astfel încât Vo rămâne neschimbat. viceversa.
(6) Circuitul periferic este simplu și costul este scăzut. Extern trebuie doar conectat filtrul de redresare, transformatorul de înaltă frecvență, circuitul de protecție primar, circuitul de feedback și circuitul de ieșire. Utilizarea unor astfel de cipuri poate reduce, de asemenea, interferențele electromagnetice generate de comutarea surselor de alimentare.
Două moduri de lucru de alimentare cu comutare monolitică
Sursa de alimentare comutată monolitică are două moduri de lucru de bază: unul este modul continuu CUM (ContinuousMode), iar celălalt este modul discontinuu
Formele de undă ale curentului de comutare ale celor două moduri din Fig.
(a) modul continuu (b) modul discontinuu
DUM (mod discontinuu). Formele de undă ale curentului de comutare ale acestor două moduri sunt prezentate în Figura (a) și, respectiv, Figura (b). Din figură se poate observa că, în modul continuu, curentul comutatorului primar începe de la o anumită amplitudine, apoi crește la o valoare de vârf și apoi revine rapid la zero. Forma de undă a curentului de comutare este trapezoidală. Acest lucru arată că în modul continuu, deoarece energia stocată în transformatorul de înaltă frecvență nu este eliberată complet în fiecare ciclu de comutare, următorul ciclu de comutare are o energie inițială. Adoptarea modului continuu poate reduce curentul de vârf primar Ip și valoarea efectivă a curentului IRMS și poate reduce consumul de energie al cipului. Cu toate acestea, modul continuu necesită o creștere a inductanței primare Lp, ceea ce va duce la o creștere a dimensiunii transformatorului de înaltă frecvență. Pentru a rezuma, modul continuu este potrivit pentru TOPSwitch cu putere mică și transformator de înaltă frecvență cu dimensiuni mari.
Curentul de comutare în modul discontinuu crește de la zero la valoarea de vârf și apoi scade la zero. Aceasta înseamnă că energia stocată în transformatorul de înaltă frecvență trebuie să fie complet eliberată în fiecare ciclu de comutare, iar forma de undă a curentului de comutare este triunghiulară. Valorile Ip și IRMS în modul discontinuu sunt mai mari, dar Lp necesar este mai mic. Prin urmare, este potrivit pentru adoptarea TOPSwitch cu putere de ieșire mai mare și transformator de înaltă frecvență potrivit cu dimensiuni mai mici.
