新型高功率單片開關(guān)模塊電源的設(shè)計
VRLCmax?(5)n=×Dmin(6)
式中:VO為輸出電壓;
IO為輸出電流;
Vinmax為最大輸入直流電壓;
Dmin為開關(guān)的最小占空比;
n為脈沖變壓器的變比。
將Vinmax=375V;VO=24V;Dmin=0.18代入式(6)得到脈沖變壓器的變比為:n≈4
此時脈沖變壓器的初級勵磁電流為:Im==1.25A(7)
此值遠(yuǎn)小于TOP248Y的漏極電流(7.2A)。
電源次級整流管在低輸出電壓的情況下,一般采用肖特基二極管,用來減小二極管的損耗。當(dāng)輸出電壓較高時,則需要采用快恢復(fù)二極管(如圖4中D2);當(dāng)開關(guān)頻率較高時,應(yīng)采用超快恢復(fù)二極管作整流管,以減小其反向電流對初級的影響。
濾波電容C7的容量應(yīng)滿足輸出電壓紋波的要求,L1及C8應(yīng)能有效地濾除開關(guān)所產(chǎn)生的噪聲影響。
(4)反饋調(diào)整電路的設(shè)計
反饋調(diào)整電路采用光耦和可調(diào)三端穩(wěn)壓器TL431組成的調(diào)整電路,如圖4電路中的VR2、R5、R7、R10、R11和R6組成的輸出電壓調(diào)整電路。R5作為光耦的限流電阻,并不能影響電路的檢測環(huán)路的增益。在起動瞬間,檢測光耦輸出電流,從而改變控制端C的電流,實現(xiàn)預(yù)調(diào)整,以確保電源在低電網(wǎng)電壓和滿載啟動時達(dá)到規(guī)定的調(diào)整值。R9、C10、C11和R4、C4組成環(huán)路補(bǔ)償電路。
4設(shè)計中應(yīng)注意的問題
TOPSwitch?GX系列開關(guān)電源若設(shè)計得當(dāng),則較容易滿足設(shè)計要求;若設(shè)計不當(dāng),則會出現(xiàn)一些不正?,F(xiàn)象。在設(shè)計電源時應(yīng)注意以下幾個問題:
(1)因為電源的輸出功率較大,故要求脈沖變壓器的漏感應(yīng)盡可能小,特別是低壓大電流的情況下更應(yīng)如此。脈沖變壓器的初、次級繞組應(yīng)相間繞制。即使這樣,脈沖變壓器漏感中儲存的能量仍有可能超過瞬態(tài)抑制二極管VR1的功率容量,因而用R2、R3和C2與VR1并聯(lián),將漏感中的能量部分地?fù)p耗在R2、R3上,以保證VR1的工作可靠性;同時又將電壓鉗位在200VDC,使TOPSwitch?GX在電源啟動與過載條件下,確保器件內(nèi)部MOSFET的漏極電壓低于700VDC。
(2)輸出濾波電容的等效串聯(lián)電阻應(yīng)盡可能的
小,特別是在低壓大電流的情況下更應(yīng)如此,否則由于電容損耗增大而大大降低電源的可靠性。
(3)光耦的出端應(yīng)靠近控制端C,控制端C的濾
波電容應(yīng)靠近源極;另外多功能端L、X、F或M與源極連接線也應(yīng)盡可能短,同時要遠(yuǎn)離漏極,以減小電源噪聲。
5結(jié)語
第三代TOPSwitch?GX系列比第二代TOPSwitch系列增加了許多功能,同時輸出功率也有較大提高。實踐證明,用第三代TOPSwitch?GX系列設(shè)計單片開關(guān)模塊電源,其電路結(jié)構(gòu)簡單,抗干擾性能好,可靠性高,性價比高,故在中、低功率電子設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用前景。
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