Два режими роботи монолітного імпульсного джерела живлення
Інтегральні схеми монолітного імпульсного джерела живлення мають такі переваги, як висока інтеграція, висока економічна ефективність, найпростіша периферійна схема, найкращі показники продуктивності, можуть становити високоефективне ізольоване джерело живлення без частотного трансформатора. Він був представлений у середині -1990-х років, пізно поспіль, він демонструє сильну життєву силу, і тепер він став міжнародним розробником імпульсних джерел живлення середньої та малої потужності, прецизійних імпульсних джерел живлення та модулів живлення бажаних інтегральні схеми. Імпульсний джерело живлення, що складається з нього, з точки зору вартості та тієї ж потужності лінійного регулятора напруги живлення можна порівняти з ККД джерела живлення значно покращено, обсяг і вага значно зменшені. Це створює хороші умови для просування та популяризації нових імпульсних джерел живлення.
Особливості монолітного імпульсного джерела живлення
(1) Внутрішній пристрій TOPSWitch-II, включаючи генератор, підсилювач помилок, широтно-імпульсний модулятор, схему затвора, високовольтні силові комутаційні трубки (MOSFET), схему зміщення, схему захисту від перевантаження по струму, захист від перегріву та схему скидання при включенні, вимикання / схема автоматичного перезапуску. Він повністю ізолює вихід від електромережі за допомогою високочастотного трансформатора, який безпечний у використанні*. Він відноситься до імпульсних блоків живлення з регульованим струмом і відкритим виходом. Завдяки використанню схеми CMOS значно знижується енергоспоживання пристрою.
(2) Існує лише три виводи: керуючий термінал C, джерело S, стік D, порівнянно з лінійним регулятором із трьома висновками, може бути найпростішим способом створення частотного трансформатора без зворотного імпульсного джерела живлення. Для виконання різноманітних функцій керування, зміщення та захисту, C, D є багатофункціональними штифтами, реалізуючи багатоцільовий штифт. Візьмемо, наприклад, термінал керування, він виконує три функції: (1) кінець напруги VC для вбудованого паралельного регулятора та каскаду затвора для забезпечення напруги зміщення; (2) кінець поточної IC може регулювати робочий цикл; (3) кінець ланцюга розгалуження джерела живлення та точка підключення автоматичного перезапуску/компенсаційного конденсатора через зовнішній байпасний конденсатор для визначення частоти автоматичного перезапуску та компенсації для контуру керування.
(3) Діапазон вхідної напруги змінного струму надзвичайно широкий. Для фіксованої вхідної напруги можна вибрати 220 В±15% змінного струму, а максимальна вихідна потужність буде зменшена на 40%, якщо він оснащений 85~265 В змінного струму в широкому діапазоні. Діапазон вхідних частот імпульсного джерела живлення становить 47~440 Гц.
(4) Типове значення частоти перемикання становить 100 кГц, а діапазон регулювання робочого циклу становить 1,7%~67%. Ефективність джерела живлення становить близько 80%, до 90%, що майже вдвічі перевищує ефективність лінійного інтегрованого регульованого джерела живлення. Діапазон робочих температур становить від 0 до 70 градусів максимальна температура з’єднання мікросхеми Tjm=135 градусів.
(5) Основним принципом роботи TOPswitch-II є використання струму зворотного зв’язку IC для регулювання робочого циклу D, щоб досягти мети регулювання напруги. Наприклад, коли вихідна напруга імпульсного джерела живлення VOT з якоїсь причини, після ланцюга зворотного зв’язку оптопари зробить Ic↑→напруга помилки Vrt→D↓→Vo↓, так що Vo залишається незмінним. І навпаки.
(6) проста периферійна схема, низька вартість. Зовні потрібно лише підключити фільтр випрямляча, високочастотний трансформатор, контур первинного захисту, контур зворотного зв'язку та вихідний контур. Використання таких чіпів також може зменшити електромагнітні перешкоди, створювані імпульсним джерелом живлення.
Два режими роботи монолітного імпульсного джерела живлення
Монолітне імпульсне джерело живлення має два основних режими роботи: один безперервний режим CUM (ContinuousMode), інший не безперервний режим
(a) Безперервний режим (b) Переривчастий режим
DUM (переривчастий режим). Форми хвиль струму перемикання цих двох режимів показані на рис. (a) і рис. (b), відповідно. Як видно з малюнка, в безперервному режимі первинний струм комутації починається з певної амплітуди, потім підвищується до пікового значення, а потім швидко повертається до нуля. Форма хвилі струму перемикання має форму трапеції. Це вказує на те, що в безперервному режимі наступний цикл перемикання має початкову енергію, оскільки енергія, збережена у високочастотному трансформаторі, не вся виділяється в кожному циклі перемикання. Використання безперервного режиму знижує первинний піковий струм Ip і середньоквадратичний струм IRMS, знижуючи енергоспоживання мікросхеми. Однак безперервний режим вимагає збільшення первинної індуктивності Lp, що призводить до збільшення розмірів високочастотного трансформатора. Підсумовуючи, безперервний режим підходить для TOPswitches меншої потужності та високочастотних трансформаторів більшого розміру.
Струм перемикання в розривному режимі зростає від нуля до піку, а потім падає до нуля. Це означає, що енергія, накопичена у високочастотному трансформаторі, повинна бути повністю вивільнена під час кожного циклу перемикання, а його форма хвилі струму перемикання має трикутну форму. Переривчастий режим має більші значення Ip і IRMS, але вимагає менше Lp. Таким чином, він підходить для використання TOPswitch з більшою вихідною потужністю з меншим високочастотним трансформатором.
