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這是一個(gè)關(guān)于開關(guān)電源基礎(chǔ)知識(shí)PPT課件,關(guān)于第4章單片式開關(guān)電源,包括了典型單片電源電路,同步整流技術(shù)的低電壓大電流電源,移動(dòng)電子設(shè)備電源,特殊開關(guān)電源等內(nèi)容,在上述控制過程中,輸出電壓Ui的表達(dá)式為5腳:待機(jī)控制端。接共地低電平時(shí),內(nèi)部脈沖輸出被關(guān)斷,開關(guān)電源無輸出。該電路中用此功能組成過流保護(hù)電路,R5的值為0.22 Ω,是負(fù)載電流取樣電阻。當(dāng)負(fù)載電流大于3 A時(shí),VT1導(dǎo)通,其集電極輸出高電平使VT2導(dǎo)通,5腳變成低電平0.3 V,電路停止工作。在用于紋波要求較高的情況下,可以加入LC濾波電路。由于LM2576ADJ的工作頻率較高,效率大于82%,故L的電感量不需很大。除C用大容量電解電容以外,再并聯(lián)接入一只高頻特性好的無極性電容,容量在0.1~0.33 μF之間。圖4-2 LM2576ADJ的典型應(yīng)用電路 3.單片開關(guān)電路LM2577ADJ 升壓型單片開關(guān)電路LM2577ADJ與LM2576ADJ內(nèi)部電路幾乎相同,其最大輸出電流為1 A,最高輸出電壓為60 V,內(nèi)部開關(guān)管為NPN型,UCEO>65 V,ICEO>3 A。LM2577ADJ的輸入/輸出的應(yīng)用要求是:在輸出電壓Uo≤60 V的條件下,同時(shí)要求Uo<10Ui,歡迎點(diǎn)擊下載開關(guān)電源基礎(chǔ)知識(shí)PPT課件。
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第4章 單片式開關(guān)電源 4.1 典型單片電源電路 4.1.1 單片開關(guān)電源LM25系列 1.可調(diào)五端單片開關(guān)電源LM2576ADJ LM2576ADJ為典型的一種單片電源電路,其基本技術(shù)參數(shù)如下:最大允許輸入電壓為45 V,額定輸出電壓范圍為4.75~40 V,反饋控制電壓為1.23 V,反饋電壓變動(dòng)范圍為1.217~1.243 V,最大輸出峰值電流為5.8 A,平均負(fù)載電流為3 A,開關(guān)頻率為52 kHz,效率為77%。 LM2576ADJ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖4-1。 圖4-1 LM2576ADJ的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2.LM2576ADJ的應(yīng)用 LM2576ADJ的典型應(yīng)用電路如圖4-2所示。其中LM2576ADJ各腳功能如下: 1腳:直流電壓輸入端,輸入電壓最高為45 V。若由低壓交流整流供電,為了避免空載時(shí)電壓超出45 V,交流輸入電壓應(yīng)不高于32 V。 2腳:脈沖輸出端,最大輸出5.8 A的調(diào)寬脈沖。在正脈沖持續(xù)期,二極管VD截止,脈沖電流向L存儲(chǔ)磁場能量,同時(shí)向負(fù)載提供直通電流,并向C充電。在脈沖截止期,L釋放磁場能量,產(chǎn)生右正左負(fù)的感應(yīng)電勢使VD導(dǎo)通,繼續(xù)向C充電,并向負(fù)載提供不間斷的電流。輸出電壓值取決于輸出脈沖的幅度和占空比! 3腳:輸入、輸出級(jí)共地端。 4腳:脈沖寬度控制端。當(dāng)4腳電位升高時(shí),輸出脈沖寬度減小,使輸出電壓降低。電路中由RP3 + RP4、R1組成輸出電壓取樣分壓器,通過調(diào)整RP3(細(xì)調(diào))和RP4(粗調(diào))可改變輸出電壓值。在上述控制過程中,輸出電壓Ui的表達(dá)式為 5腳:待機(jī)控制端。接共地低電平時(shí),內(nèi)部脈沖輸出被關(guān)斷,開關(guān)電源無輸出。該電路中用此功能組成過流保護(hù)電路,R5的值為0.22 Ω,是負(fù)載電流取樣電阻。當(dāng)負(fù)載電流大于3 A時(shí),VT1導(dǎo)通,其集電極輸出高電平使VT2導(dǎo)通, 5腳變成低電平0.3 V,電路停止工作。在用于紋波要求較高的情況下,可以加入LC濾波電路。由于LM2576ADJ的工作頻率較高,效率大于82%,故L的電感量不需很大。除C用大容量電解電容以外,再并聯(lián)接入一只高頻特性好的無極性電容,容量在0.1~0.33 μF之間。 圖4-2 LM2576ADJ的典型應(yīng)用電路 3.單片開關(guān)電路LM2577ADJ 升壓型單片開關(guān)電路LM2577ADJ與LM2576ADJ內(nèi)部電路幾乎相同,其最大輸出電流為1 A,最高輸出電壓為60 V,內(nèi)部開關(guān)管為NPN型,UCEO>65 V,ICEO>3 A。LM2577ADJ的輸入/輸出的應(yīng)用要求是:在輸出電壓Uo≤60 V的條件下,同時(shí)要求Uo<10Ui! M2577ADJ的應(yīng)用電路如圖4-3所示。LM2577ADJ的1腳為誤差放大器輸出端,外接頻率補(bǔ)償RC電路。因?yàn)閮?nèi)部PWM比較器的反相輸出端受控于誤差放大器的輸出,所以此RC電路有軟啟動(dòng)功能。開機(jī)后,輸出電壓尚未建立時(shí),取樣放大器輸出高電平向C1充電,隨C1充電過程,1腳電位緩慢升高,脈沖寬度逐漸增大,直到輸出端被穩(wěn)定于額定電壓。R、C1分別為4.7 kΩ和0.22 μF。5腳為電壓輸入端,允許輸入電壓范圍為4~40 V。芯片內(nèi)部設(shè)有輸入電壓欠壓保護(hù)電路,以免輸入電壓過低達(dá)不到升壓額定電壓時(shí)脈沖寬度急劇增大引起開關(guān)管電流過大而損壞。為了避免此現(xiàn)象發(fā)生,欠壓保護(hù)的閾值隨輸出電壓而改變。因其誤差檢測放大器輸入內(nèi)部基準(zhǔn)與LM2576ADJ相同,2腳為取樣輸入端,由R1、R2分壓對輸出電壓取樣。 圖4-3 LM2577ADJ應(yīng)用電路 4.1.2 單片開關(guān)電源L4962 1.L4962構(gòu)成的可調(diào)穩(wěn)壓電源電路 L4962的內(nèi)部電路集成有5.1 V的基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器、鋸齒波發(fā)生器、PWM比較器、誤差放大器和功率開關(guān)等。為了提高可靠性,還設(shè)有過流限制和芯片過熱保護(hù)電路。L4962的鋸齒波發(fā)生器外接并聯(lián)的定時(shí)電路RT、CT,振蕩頻率可以由下式確定: 圖4-4 L4962應(yīng)用電路 2.W296構(gòu)成的可調(diào)穩(wěn)壓電源電路 W296最大輸出電流為4 A,最高輸入電壓為50 V,脈沖占空比可控范圍為0~100%,輸出電壓可以從5 V調(diào)整到40 V,變換效率在90%以上,開關(guān)頻率最高可達(dá)200 kHz,儲(chǔ)能電感和濾波電容的體積大為縮小。 圖4-5所示為由W296組成的最基本的降壓開關(guān)電源電路,通過調(diào)整取樣分壓器R3/(R2+R3)可設(shè)定輸出電壓。 圖4-5 W296組成的降壓開關(guān)電源電路 3.W296組成的保護(hù)電路 W296具有延遲動(dòng)作保護(hù)功能,可用于輸出過流、短路保護(hù)電路。圖4-6所示為延遲動(dòng)作保護(hù)電路的原理圖。該電路增設(shè)小阻值取樣電阻R2,串聯(lián)接在輸出負(fù)載電路中。當(dāng)負(fù)載電流超限時(shí),開關(guān)管VT立即導(dǎo)通,其發(fā)射極輸出高電平經(jīng)VD3送入12腳,14腳輸出延時(shí)后,通過VD1輸入6腳啟動(dòng)保護(hù)電路。為了使短路保護(hù)動(dòng)作更快,13腳外接C1容量約為0.22 μF左右,保持大約10 ms的延時(shí)。其目的是防止接通電源瞬間C2的充電峰值電流使電路誤動(dòng)作! 296系列單片電源也可用于升壓變換、外接擴(kuò)流開關(guān)管擴(kuò)流、極性反轉(zhuǎn)等特殊電源中,應(yīng)用時(shí)需注意內(nèi)部開關(guān)管極限電壓、取樣輸入電壓和5 V基準(zhǔn)電壓的關(guān)系,即可方便地設(shè)計(jì)出適合的電路。 圖4-6 延遲動(dòng)作保護(hù)電路 4.1.3 低壓它激式單片電源MC78S40 圖4-7是MC78S40的內(nèi)部電路以及由此組成的5 V / 3 A開關(guān)穩(wěn)壓器電路。MC78S40內(nèi)部包括振蕩器、輸出電壓誤差比較器、1.25 V基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、受控于與門的RS觸發(fā)器和達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)等。 MC78S40技術(shù)指標(biāo)如下:最高輸入電壓為40 V,驅(qū)動(dòng)級(jí)開關(guān)電流為1.5 A,基準(zhǔn)電壓輸出為1.25 V±0.005 V,內(nèi)部驅(qū)動(dòng)級(jí)開關(guān)管飽和壓降為1.3 V,最大功耗為1.5 W,過流保護(hù)動(dòng)作電壓為350 mV。 圖4-7 MC78S40的內(nèi)部電路及組成的開關(guān)穩(wěn)壓器電路 MC78S40的各腳功能如下: 1、2腳:內(nèi)部備用二極管,其反壓為40 V,正向電流為1.5 A。 3腳:驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)三極管的發(fā)射極輸出端。當(dāng)外接NPN開關(guān)管時(shí),3腳可直接驅(qū)動(dòng)開關(guān)管基極。若外接PNP開關(guān)管時(shí),3腳接共地,由內(nèi)部驅(qū)動(dòng)開關(guān)管集電極輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。該電源采用外接PNP管方式,達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)級(jí)的集電極驅(qū)動(dòng)外接開關(guān)管VT1基極。當(dāng)集成電路內(nèi)部控制系統(tǒng)使RS觸發(fā)器輸出高電平驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí),驅(qū)動(dòng)級(jí)導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)R6使VT1飽和導(dǎo)通,向存儲(chǔ)電感存儲(chǔ)磁能。VT1截止時(shí),續(xù)流二極管VD1導(dǎo)通,向?yàn)V波電容充電,輸出5 V / 3 A的直流電! 4、6、7腳:內(nèi)部備用運(yùn)放,供保護(hù)電路或作為外電路控制。該電源中利用外接調(diào)整管VT2組成耗能型12 V輸出串聯(lián)穩(wěn)壓器,內(nèi)部運(yùn)放作為取樣比較器,其正相輸入端(6腳)接入1.25 V基準(zhǔn)電壓,反相輸入端(7腳)由R3、R4對12 V穩(wěn)壓輸出分壓取樣。比較器輸出端(4腳)控制調(diào)整管VT2的基極穩(wěn)定12 V輸出,12 V負(fù)載電流小于0.2 A。 5腳:集成電路供電檢測端,最高可輸入40 V電壓,經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓后,向運(yùn)放和基準(zhǔn)電壓源提供工作電壓。 8腳:內(nèi)部基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路,輸出1.25 V ± 0.005 V高精度基準(zhǔn)電壓! 9、10腳:內(nèi)部控制環(huán)路的取樣比較器,正相輸入端(9腳)接入1.25 V基準(zhǔn)電壓,反相輸入端(10腳)經(jīng)R1、R2對5 V輸出電壓取樣。當(dāng)5 V輸出電壓升高時(shí),取樣比較器輸出低電平,觸發(fā)器S端關(guān)閉輸出脈沖,使輸出電壓下降。比較器輸出高電平時(shí),RS觸發(fā)器使驅(qū)動(dòng)級(jí)導(dǎo)通,以調(diào)整脈沖占空比的方式穩(wěn)定輸出電壓。 11腳:輸入/輸出電壓接地端。 12腳:振蕩器外接定時(shí)電容端,以設(shè)定振蕩器的頻率。當(dāng)外接電容為1000 pF時(shí),振蕩頻率為25 kHz。 13腳:集成電路內(nèi)部控制系統(tǒng)供電端,最高輸入電壓40 V。 14腳:振蕩器控制端。以控制系統(tǒng)供壓為準(zhǔn)(13腳),當(dāng)該腳電壓低于350 mV時(shí),振蕩器被關(guān)斷。該電源中此功能被用于過流保護(hù),開關(guān)管VT1的發(fā)射極通過0.068 Ω電阻供電。當(dāng)某種原因使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間過長,電阻上壓降大于350 mV時(shí),相當(dāng)于開關(guān)管導(dǎo)通電流大于5 A,振蕩器停振保護(hù)。 15、16腳:兩只達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)管的集電極引出端,可外接NPN型開關(guān)管輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。 4.1.4 低壓單片開關(guān)電源MC34063 1.MC34063單片開關(guān)電源 MC34063單片開關(guān)電源內(nèi)部電路如圖4-8所示。MC34063和MC78S40除作為降壓開關(guān)電源外,兩者均可組成升壓極性反轉(zhuǎn)和多組輸出低電壓開關(guān)電源。由于MC34063體積較小,且有SMD封裝形式,故應(yīng)用較廣。 圖4-8 MC34063單片開關(guān)電源內(nèi)部電路 2.MC34063組成的開關(guān)電源 圖4-9為MC34063組成的降壓式開關(guān)電源電路,其外圍元件少,組合比較合理。降壓開關(guān)電源主要由儲(chǔ)能電感L、續(xù)流二極管VD和濾波電容C組成,又稱為LDC降壓電路。MC34063的開關(guān)頻率由CT設(shè)定,其允許范圍為100 Hz~100 kHz;其限流電阻RSC可按動(dòng)作電壓330 mV設(shè)置;其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)輸出管的最大電流為1.5 A,最高輸入電壓可達(dá)40 V。無負(fù)載時(shí),初級(jí)電流為8~18 mA。5 V輸出電壓由取樣電路R1、R2設(shè)定,取樣電壓送入5腳內(nèi)部比較器的反相輸入端,正相輸入端接入1.25 V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。當(dāng)輸出電壓降低時(shí),取樣電壓低于基準(zhǔn)電壓,比較器輸出高電平,將內(nèi)部與門接通,振蕩器的輸出通過與門將觸發(fā)器置位,其輸出端Q輸出高電平,開關(guān)管導(dǎo)通輸出1.5 A電流,向儲(chǔ)能電感L存儲(chǔ)磁能,并向負(fù)載提供電流。隨后,振蕩脈沖的下降沿使觸發(fā)器復(fù)位輸出,開關(guān)管截止,L釋放能量,使VD導(dǎo)通繼續(xù)向負(fù)載提供電流。在開關(guān)管導(dǎo)通期間,如果輸出電壓上升超過5 V,取樣電壓將隨之升高,使比較器輸出低電平,關(guān)閉與門,振蕩器輸出被阻斷,觸發(fā)器無輸出,開關(guān)管被關(guān)斷。通過上述調(diào)整過程,使輸出電壓保持穩(wěn)定。 圖4-9 MC34063組成的降壓式開關(guān)電源電路 3.MC34063組成的升壓式開關(guān)電源 MC34063組成的升壓電路如圖4-10所示。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)期,輸入電壓直接加在L兩端,向L存儲(chǔ)能量。當(dāng)開關(guān)管截止時(shí),L的自感電勢與輸入電壓串聯(lián)疊加,經(jīng)二極管VD向C充電。負(fù)載上得到的輸出電壓除與輸入電壓成正比外,還與L自感電勢的脈沖占空比有關(guān),因此對輸出電壓取樣送入5腳控制開關(guān)管VT的導(dǎo)通/截止時(shí)間比,即可穩(wěn)定輸出電壓。 圖4-10 有增流開關(guān)管的升壓式開關(guān)電源電路 4.MC34063組成的極性反轉(zhuǎn)電路 MC34063組成的極性反轉(zhuǎn)電路如圖4-11所示。圖4-11 極性反轉(zhuǎn)電路 MC34063內(nèi)部脈沖輸出管的發(fā)射極經(jīng)2腳接儲(chǔ)能電感L,當(dāng)內(nèi)部開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),輸入電壓向L存儲(chǔ)能量,此時(shí)二極管VD是截止的,負(fù)載兩端無電壓。當(dāng)開關(guān)管截止時(shí),L自感電勢使VD導(dǎo)通輸出負(fù)電壓,經(jīng)C濾波,向負(fù)載供電。為了穩(wěn)定輸出電壓,利用精密運(yùn)放A將負(fù)極性取樣電壓反相后,再送入5腳! 4.2 同步整流技術(shù)的低電壓大電流電源 同步整流技術(shù)是通過控制功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)整流功能的技術(shù),一般驅(qū)動(dòng)頻率固定,在200 kHz以上,驅(qū)動(dòng)可以采取交叉耦合或外加驅(qū)動(dòng)信號(hào)配合死區(qū)時(shí)間控制來實(shí)現(xiàn)。由于成本較高,目前僅在技術(shù)含量較高的電源模塊中得到應(yīng)用。 圖4-12為同步整流原理示意圖。 圖4-12 同步整流原理示意圖 4.2.1 UC3842控制的同步整流電路 圖4-13為使用它激式驅(qū)動(dòng)電路UC3842組成的5 V/10 A開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。其基本技術(shù)參數(shù)如下:輸入電壓為8~16 V;輸出電壓為5 V;最大負(fù)載電流為10 A;輸出端脈沖紋波峰值小于80 mV;輸入電壓、負(fù)載電流以及環(huán)境溫度在額定范圍內(nèi)變化時(shí)輸出電壓變動(dòng)小于2%;環(huán)境溫度為-10~+70℃;變換器頻率為120 kHz;在允許的輸入電壓范圍內(nèi),負(fù)載電流最大時(shí)開關(guān)電源的平均效率為95%。 圖4-13 基于同步整流技術(shù)的電源電路 設(shè)驅(qū)動(dòng)脈沖在tn期間,變換器開關(guān)管導(dǎo)通,向電感存儲(chǔ)磁能。存儲(chǔ)能量正比于tn的脈沖寬度。在驅(qū)動(dòng)脈沖tn截止后,經(jīng)過設(shè)定的死區(qū)時(shí)間tD,脈沖間歇期的低電平輸出通過控制電路,使續(xù)流二極管上并聯(lián)的開關(guān)管導(dǎo)通。低內(nèi)阻的MOSFET管D、S極并聯(lián)接入續(xù)流二極管,使電路等效內(nèi)阻大幅度降低,儲(chǔ)能電感能量釋放電流增大,向負(fù)載放電。死區(qū)時(shí)間的設(shè)定是為了避免兩只不同功能開關(guān)管形成瞬間共態(tài)導(dǎo)通,造成供電電路短路而損壞開關(guān)管。 由于MOSFET管無存儲(chǔ)效應(yīng),可以將死區(qū)時(shí)間tD設(shè)置得短一些,更利于在穩(wěn)壓電路的控制下大范圍改變脈寬速度,以實(shí)現(xiàn)更大的穩(wěn)壓范圍。 UC3842采用脈沖寬度調(diào)制方式穩(wěn)定輸出電壓,其各腳功能及外圍元器件的作用如下: 1腳:內(nèi)部誤差比較器的誤差檢測輸出端,在集成電路內(nèi)部控制脈寬調(diào)制器。外電路接入R2作為負(fù)反饋電阻,以穩(wěn)定增益。C8作為頻率特性校正,避免比較器產(chǎn)生自激。 2腳:比較器正相輸入端。穩(wěn)壓器輸出5 V電壓,由R4、R1分壓,正常穩(wěn)壓狀態(tài)為2.5 V取樣電壓。比較器的反相輸入端在集成電路內(nèi)部,由5 V基準(zhǔn)電壓分壓得到2.5 V基準(zhǔn)電壓。 3腳:高電平保護(hù)輸入端,其輸入電平保護(hù)閾值為1 V。在1 V以下,可以控制輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的脈寬,達(dá)到1 V,則瞬間關(guān)斷輸出脈沖。在圖4-13中,由電流互感器T1對開關(guān)管VT2導(dǎo)通電流取樣,經(jīng)VD1整流,R5、R6分壓后,送入集成電路3腳作為開關(guān)管過流保護(hù)。電容器C11為高次諧波旁路電容,以避免脈沖尖峰使保護(hù)電路誤動(dòng)作。 4腳:內(nèi)部振蕩器的外接定時(shí)電路端子,5 V基準(zhǔn)電壓通過電阻向電容器C10充電。R3、C10設(shè)定振蕩器的脈沖頻率。該振蕩器頻率設(shè)定為120 kHz。 5腳:共地端! 6腳:PWM驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端,用以驅(qū)動(dòng)P-N溝道對管VT1組成的移相驅(qū)動(dòng)器。 7腳:供電端,接入8~16 V輸入電壓。 圖4-13所示電路的同步整流器由VT1、VT2和VT3組成。開關(guān)管VT2為P溝道FET管IRF4905,其漏-源極導(dǎo)通電阻為20 MΩ,關(guān)斷時(shí)間為80 ns。開關(guān)管VT3為N溝道FET管IRF3205,其導(dǎo)通電阻為8 MΩ,其漏、源極并聯(lián)接在續(xù)流二極管VD2兩端。VD2為反壓10 V、最大電流30 A的肖特基二極管,當(dāng)負(fù)載電流最大時(shí),其飽和壓降在0.5 V左右。VT3導(dǎo)通后,與VD2并聯(lián),將此電壓降低到100 mV,大大降低了開關(guān)管的損耗! 榱藢(shí)現(xiàn)VT2、VT3的輪流導(dǎo)通,電路中由雙場效應(yīng)管VT1組成驅(qū)動(dòng)脈沖相位分離電路。VT1內(nèi)部由P溝道和N溝道FET對管組成。當(dāng)IC1的6腳輸出驅(qū)動(dòng)脈沖為高電平時(shí),VT1內(nèi)部P溝道FET管截止,N溝道FET管導(dǎo)通,VT2柵極通過R7、VT1的7腳和1腳接入負(fù)電壓,VT2導(dǎo)通,輸入電壓通過VT2源-漏極加到L2左端,由電源向L2存儲(chǔ)磁能,同時(shí)向負(fù)載供電。電流呈線性增長。當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖達(dá)到截止點(diǎn)時(shí),C12充電電壓最大。在VT2導(dǎo)通的同時(shí),VT1導(dǎo)通,其7腳和1腳將VT3柵-源極短路,使VT3截止。在L2存儲(chǔ)能量期間,VT2也反偏截止。 在驅(qū)動(dòng)脈沖的截止期,IC1的6腳輸出低電平,VT1內(nèi)部P溝道FET管導(dǎo)通,將VT2的柵-源極短路。此時(shí)VT1的N溝道FET管截止,使VT2也截止,L2釋放磁場能量,VD2正偏導(dǎo)通,VT1的5腳漏極輸出高電平經(jīng)過R7,使VT3導(dǎo)通,其漏-源極低內(nèi)阻并聯(lián)在續(xù)流二極管VD2兩端,使L2的釋放電流增大。此部分電路中,利用MOSFET管的快速開關(guān)特性對VT2、VT3的導(dǎo)通/截止進(jìn)行控制,使VT2、VT3開關(guān)損耗進(jìn)一步降低。由于L2在磁-電的存儲(chǔ)/釋放過程中難免形成開關(guān)脈沖紋波,因此電路中濾波電容C12為6只100 μF的電容并聯(lián),以有效地降低電解電容的分布電感,使其高次諧波的濾波性能更好。 4.2.2 具有同步整流功能的電路 同步整流電路使大電流開關(guān)穩(wěn)壓器效率提高,可將小型化移動(dòng)電子設(shè)備的溫升降低,是小型電源的理想電路。 圖4-14為MAX796組成的兩組輸出直流開關(guān)變換器。 圖4-14 MAX796組成的兩組輸出直流開關(guān)變換器 1.MAX796管腳及電路工作原理 1腳(SS):軟啟動(dòng)控制輸出端,外接軟啟動(dòng)充電電容。 2腳(SECFB):輔助輸出端,12 V / 250 mA輸出的取樣由此端輸入。 3腳(REF):內(nèi)部基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓電路,外接旁路電容。 4腳:共地端。 5腳:外同步輸入端,如不用外同步,可與3腳連接。 6腳( ):芯片關(guān)斷控制端,高電平ON開通,低電平OFF關(guān)斷。關(guān)斷控制電流10 μA。 7腳(FB):輔助輸出反饋電壓端,經(jīng)電容濾波后,與開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的11腳相連接,由二極管、電容形成自舉電路,目的是使開關(guān)管的柵極驅(qū)動(dòng)電容直流電位與其源極相等,除驅(qū)動(dòng)脈沖之外,開關(guān)管柵、源極無直流電位差。 8腳(CSH)、9腳(CSL):過電流取樣電阻的取樣電壓輸入端。8腳為高電位端,9腳為低電位端。同時(shí)9腳還為輸出電壓反饋端,將信號(hào)送入集成電路內(nèi)部取樣分壓器。 10腳(V+):輸入電壓端,接入6.5~28 V正電壓,向集成電路內(nèi)部提供工作電壓,同時(shí)在外電路向開關(guān)管、儲(chǔ)能電感供電! 12腳(PGND):內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路接地端。 13腳(DL)、16腳(DH):內(nèi)部驅(qū)動(dòng)輸出端,DH和DL輸出時(shí)序不同的正相驅(qū)動(dòng)脈沖。 14腳(LX):DH驅(qū)動(dòng)脈沖的低電位端,其直流電位與開關(guān)管源極相等。 15腳(BST):DH、DL驅(qū)動(dòng)脈沖的中點(diǎn)輸出端! 2.UCC39421的升壓應(yīng)用電路 UCC39421的升壓應(yīng)用電路如圖4-15所示。圖中,L1為儲(chǔ)能電感,因?yàn)殚_關(guān)頻率的提高,L1僅2.2 μH。VT1A為N溝道開關(guān)管,集成電路5腳輸出開關(guān)脈沖驅(qū)動(dòng)VT1A的柵極,VT1A導(dǎo)通,向L1存儲(chǔ)磁能。VT1A截止時(shí),L1釋放能量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與輸入電壓串聯(lián)加到同步整流器P型FET管的漏極,同步整流器在VT1A截止時(shí)導(dǎo)通,輸出升壓后的5 V / 1.2 A供電。 圖4-15 UCC39421的升壓電路 14腳:PWM反饋控制端。在50% 額定負(fù)載以上或重負(fù)載情況下,13腳電壓降低,關(guān)斷PFM電路,PWM電路被啟動(dòng)。此時(shí)14腳由R1和R2、R3分壓對輸出電壓取樣,控制PWM電路,使輸出電壓穩(wěn)定。 15腳:比較器的相位補(bǔ)償電路端。 16腳:輸入電壓選擇端,輸入電壓在內(nèi)部與輸出電壓比較,以設(shè)定降壓模式或升壓模式! 4.3 移動(dòng)電子設(shè)備電源 4.3.1 MAX744A電源 MAX744A為電源管理集成電路系列產(chǎn)品之一,此類升/降壓變換器在寬負(fù)載電流變化范圍內(nèi)(從10 mA至額定電流)均有超過90%的效率,能有效地延長電池的使用壽命,還能根據(jù)負(fù)載電流值自動(dòng)改變工作模式。在負(fù)載電流較大時(shí),內(nèi)部穩(wěn)壓系統(tǒng)為PWM控制方式,以免儲(chǔ)能電感的高峰值電流引起分布電阻損耗;在輕負(fù)載時(shí),內(nèi)部穩(wěn)壓系統(tǒng)為PFM控制方式,以減小FET管柵極電荷損失,避免靜態(tài)電流消耗過大。此外,有控制工作模式的集成電路也可使之固定于PWM控制模式,以避免紋波頻率隨負(fù)載電流變動(dòng)。 MAX744A為典型的PWM降壓變換器,工作頻率為159~212.5 kHz,以避開對通信設(shè)備第二中頻455 kHz的干擾。MAX744A集成電路允許輸入電壓為6~16 V,輸出穩(wěn)定的5 V電壓,負(fù)載電流達(dá)750 mA,靜態(tài)電源電流僅為1.7 mA。當(dāng)SHDN端呈現(xiàn)低電平時(shí),內(nèi)部電路處于關(guān)斷狀態(tài),關(guān)斷電流僅需6 μA。 MAX744A內(nèi)部具有振蕩器、觸發(fā)器、PWM比較器、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、輸出驅(qū)動(dòng)器以及P溝道FET開關(guān)管。其工作原理與前述降壓式開關(guān)電源基本相同,主要的區(qū)別是: (1) 內(nèi)設(shè)有過電流檢測電阻R,對開關(guān)管導(dǎo)通電流取樣。 (2) 內(nèi)設(shè)有軟啟動(dòng)控制電路,外接RC充電電路。接通電源瞬間,電容C兩端無電壓,軟啟動(dòng)控制端輸出低電平,該電平接入PWM比較器反相輸入端,使開機(jī)瞬間PWM比較器輸出為零,隨著C充電電壓上升,PWM電路輸出脈寬緩慢增大后,受控于誤差放大器的輸出。 (3) 內(nèi)設(shè)有供電電壓欠壓檢測電路。當(dāng)電池電壓低于下限允許值時(shí),檢測比較器輸出高電平,通過非門關(guān)斷驅(qū)動(dòng)器的輸出脈沖。 MAX744A應(yīng)用電路如圖4-16所示。MAX744A內(nèi)設(shè)輸出電壓取樣分壓電阻,因此其輸出電壓為固定的5 V。 圖4-16 MAX744A應(yīng)用電路 4.3.2 MAX767電源 MAX767的應(yīng)用電路如圖4-17所示。MAX767是3.3 V供電電源降壓變換器,當(dāng)輸入4.5~5.5 V電壓時(shí),輸出3.3 V / 10 A的供電電壓;其靜態(tài)電流為0.7 mA,備用狀態(tài)僅為120 μA。 圖4-17 MAX767的應(yīng)用電路 MAX767各腳功能及外圍電路工作如下: 1腳:過流檢測輸入端,外接0.12 Ω負(fù)載電流取樣電阻。 2腳:軟啟動(dòng)控制端,外接0.01 μF充電電容,充電通路在集成電路內(nèi)部。 3腳:電源輸出控制端,高電平接通,低電平關(guān)斷。 4、7、11腳:前級(jí)共地端。 5、6、12腳:空置。 8腳:內(nèi)部基準(zhǔn)電壓,外接0.22 μF旁路電容。 9腳:同步時(shí)鐘輸入端,不用時(shí)與8腳相連。 10、14、15腳:輸入電源隔離濾波器端,向集成電路內(nèi)部前級(jí)電路供電,RC用以濾除開關(guān)脈沖! 13腳:內(nèi)部驅(qū)動(dòng)級(jí)接地端。 16腳:下管驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端。 17腳:上管驅(qū)動(dòng)級(jí)的自舉升壓電路端,外接自舉升壓二極管和0.1 μF的自舉電路電容。將上管驅(qū)動(dòng)脈沖的低參考點(diǎn)移動(dòng)到輸出中點(diǎn),以使驅(qū)動(dòng)脈沖加到VT1柵、源極之間。 18腳:驅(qū)動(dòng)輸出電路中點(diǎn)端。相對于此點(diǎn),16腳和19腳輸出時(shí)序不同的正向驅(qū)動(dòng)脈沖。 19腳:輸出觸發(fā)脈沖先使VT1導(dǎo)通,待VT1關(guān)斷后,16腳才輸出延后的正向驅(qū)動(dòng)脈沖使VT2導(dǎo)通,中間過程設(shè)有一定的死區(qū)時(shí)間,以免VT1、VT2共態(tài)導(dǎo)通。 20腳:引出端。有兩種功能:內(nèi)接取樣分壓電路對輸出取樣,同時(shí)又是過電流檢測電平的另一取樣端。 4.3.3 模式控制CMOS低功耗電源 MAX639為有PWM和PFM模式控制自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能的低功耗降壓開關(guān)穩(wěn)壓芯片。MAX639系列產(chǎn)品的內(nèi)部電路如圖4-18所示。 圖4-18 MAX639系列產(chǎn)品的內(nèi)部電路 MAX639用于降壓電源的電路如圖4-19所示。其8腳為檢測端,當(dāng)8腳電壓高于2 V和低于0.8 V時(shí),可自動(dòng)轉(zhuǎn)換為不同的控制模式,以降低損耗。當(dāng)輸入電壓6.5~11.5 V時(shí),輸出5 V ± 0.2 V / 225 mA的供電。負(fù)載100 mA時(shí),最小壓降為0.5 V,靜態(tài)輸入電流僅為10 μA。2腳可作為電池欠壓指示,該電路中未用。如果在1~7腳外接分壓電壓使取樣電壓升高,也可輸出3.3 V電壓。與MAX639性能相近的MAX653則不設(shè)內(nèi)部取樣分壓器,由外電路接入,因而其輸出可設(shè)定為3~5 V。 圖4-19 MAX639的基本降壓電路 4.3.4 MAX782和LTC1149的應(yīng)用 1.多組電源供應(yīng)集成電路MAX782 MAX782是一種用于移動(dòng)設(shè)備的多組電源電路,其輸入電壓允許范圍達(dá)5.5~30 V,可同時(shí)輸出3組穩(wěn)定的直流電壓,其中3.3 V和5 V的最大輸出電流均為5 A,15 V的最大輸出電流為0.3 A,這3組輸出電壓的轉(zhuǎn)換效率均大于95%。MAX782內(nèi)部集成了MOSFET管驅(qū)動(dòng)電路,可同時(shí)驅(qū)動(dòng)變換器的開關(guān)管和同步整流管。3.3 V和5 V電壓的輸出與否可分別由外加電平控制。MAX782的典型應(yīng)用電路如圖4-20所示。 圖4-20 MAX782的典型應(yīng)用電路 2.MAX782功能及工作原理 MAX782的28腳為5 V基準(zhǔn)電壓輸出端,13腳為3.3 V基準(zhǔn)電壓輸出端。為了使內(nèi)部取樣放大器正常啟動(dòng),5腳的啟動(dòng)電壓由3.3 V經(jīng)R15提供。在應(yīng)用電路中,3.3 V和5 V的輸出是相互獨(dú)立的兩部分。 開關(guān)管VT1和L1等組成3.3 V降壓變換電路。當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí),電池電壓經(jīng)VT1向L1存儲(chǔ)能量,開關(guān)管截止時(shí)續(xù)流二極管VZD3導(dǎo)通,L1的儲(chǔ)能向C7、C16充電,為負(fù)載供電。VZD3導(dǎo)通的同時(shí)同步整流管VT3導(dǎo)通,其D-S極的電阻只有0.3 MΩ,并聯(lián)于VZD3兩端,減小了續(xù)流電路的正向壓降,提高了效率。 MAX782內(nèi)部設(shè)有完整的它激式驅(qū)動(dòng)電路、PWM控制電路、輸出取樣和誤差放大器。32腳和33腳接開關(guān)管VT1,其中低電位端(32腳)必須與VT1源極等電位,因此31腳外接VD1與C5組成自舉電路,提高31腳的直流電位。MAX782的30腳輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)同步整流管VT3,其低電位點(diǎn)為共地。30腳和33腳輸出的兩組驅(qū)動(dòng)脈沖均為正極性,以驅(qū)動(dòng)N溝道功率MOSFET管VT1、VT3。為了使VT1、VT3輪換導(dǎo)通,兩組驅(qū)動(dòng)脈沖有一時(shí)間差,即VT1先導(dǎo)通,L1存儲(chǔ)能量,只有在VT1截止后VT3才能導(dǎo)通,L1的儲(chǔ)能向負(fù)載電路釋放。很明顯,不允許VT1、VT3有即使是瞬時(shí)的同時(shí)導(dǎo)通,為此MAX782內(nèi)部設(shè)有防止共態(tài)導(dǎo)通的控制電路,使兩組驅(qū)動(dòng)脈沖的交替處有適當(dāng)?shù)乃绤^(qū)時(shí)間。34、35腳為過流檢測輸入端,由R1兩端壓降來檢測負(fù)載電流,當(dāng)UR1大于100 mV時(shí),內(nèi)部過流保護(hù)電路將減小脈寬,若連續(xù)過流,則關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖。34腳同時(shí)作為輸出電壓的取樣輸入端,在內(nèi)部與3.3 V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,通過控制驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度穩(wěn)定輸出電壓! AX782的L2設(shè)有附加繞組,由VD3整流、C6濾波得到15 V直流電壓,該電壓由10腳輸入內(nèi)部輔助PWM控制系統(tǒng)。MAX782的14腳內(nèi)部為200~300 kHz振蕩器,主要由R17設(shè)定振蕩頻率,同時(shí)可由14腳引入外同步信號(hào),使振蕩頻率與外系統(tǒng)時(shí)鐘同步,避免引入脈沖干擾。1、19腳為兩路輸出電壓的控制端,高電平為工作狀態(tài),低電平為等待狀態(tài)。20、36腳外接有兩只0.01 μF軟啟動(dòng)電容,其設(shè)定的軟啟動(dòng)時(shí)間約為9 ms! 3.LTC1149系列 LTC1149系列電路是電源管理集成電路,其典型應(yīng)用電路原理圖如圖4-21所示。輸出電壓為 圖4-21 LTC1149典型應(yīng)用電路原理圖 LTC1149各腳功能如下: 1腳(PGATE):開關(guān)管驅(qū)動(dòng)輸出端。 2腳(Vin):輸入電壓。 3、5腳(Vcc):內(nèi)部為基準(zhǔn)電壓,外接旁路電容。 4腳(PDRIVE):開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路自舉升壓輸出端。 6腳(Ct):振蕩電路定時(shí)電容。 7腳(Vfb):取樣放大器輸出端,外接相位補(bǔ)償電路。 8腳(SENSE-)和9腳(SENSE+):過流保護(hù)輸入端,8腳內(nèi)設(shè)取樣分壓電路。 10腳(SHDN1)和15腳(SHDN2)腳:LC控制端,低電平為工作狀態(tài),高電平時(shí)輸出被關(guān)斷! 11腳(Ith):控制系統(tǒng)接地端。 12、14腳(GNDS):驅(qū)動(dòng)級(jí)接地端。 13腳(NGATE):同步整流器驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端。 16腳(CAP):軟啟動(dòng)控制端,接通電源瞬間為基準(zhǔn)電平,隨外接電容充電電流的減小而成為低電平,集成電路進(jìn)入額定PWM控制狀態(tài)。 4.4 特殊開關(guān)電源 4.4.1 顯示設(shè)備的超高壓電源 圖4-22所示為以TDA8380A為核心的PWM脈沖控制和保護(hù)系統(tǒng)電路。該電路采用CRT獨(dú)立供電方式,行掃描電路只向行偏轉(zhuǎn)繞組提供掃描電流,并向鉗位電路和消隱電路提供作為行頻基準(zhǔn)的行逆程脈沖,另設(shè)獨(dú)立的CRT超高壓和中壓供電電路。全部CRT供電系統(tǒng)由PWM脈沖控制系統(tǒng)、逆程變換系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)三部分組成。 圖4-22 PWM脈沖控制和保護(hù)系統(tǒng)電路 1.TDA8380A功能 TDA8380A各引腳功能如下: 1、2腳:分別為內(nèi)部A路驅(qū)動(dòng)管的發(fā)射極和集電極。當(dāng)2腳接 +VCC時(shí),1腳輸出正向驅(qū)動(dòng)脈沖。如果將1腳接地,2腳外接負(fù)載電阻供電,則2腳輸出負(fù)極性驅(qū)動(dòng)脈沖。 3腳:過零檢測輸入端,引入過零檢測脈沖。當(dāng)脈沖在上升沿和持續(xù)期間時(shí),通過鎖定電路關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,A、B兩路將無輸出,而在脈沖下降沿時(shí)內(nèi)部觸發(fā)器復(fù)位。 4腳:VCC欠壓和過壓取樣輸入端。實(shí)際電路中和5腳的供電端并聯(lián),對VCC取樣。也可以通過取樣分壓器對輸入整流電壓取樣,實(shí)現(xiàn)輸入供電的過壓和欠壓保護(hù)。 6腳:2.5 V基準(zhǔn)電壓輸出端。用作內(nèi)部保護(hù)電路和誤差比較器的基準(zhǔn)電壓。外部可接入誤差1% 的電阻,使基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定。 7腳:取樣比較器反相輸入端,引入開關(guān)電源次級(jí)取樣電壓。 8腳:當(dāng)次級(jí)輸出電壓升高時(shí),輸出電壓降低,使驅(qū)動(dòng)脈沖占空比減小,達(dá)到輸出電壓的穩(wěn)定。 9腳:脈寬調(diào)制器控制輸入端,由8腳引入。當(dāng)9腳電壓降低時(shí),占空比減小。 10腳:外接定時(shí)電容C22。與內(nèi)電路的定時(shí)電阻設(shè)定振蕩器的基準(zhǔn)頻率f0! 11腳:外同步輸入端。輸入負(fù)極性同步脈沖,可以在大于f0和小于100 kHz的范圍內(nèi)使振蕩器同步。 12腳:軟啟動(dòng)控制端,外接電容C21。開機(jī)瞬間C21通過內(nèi)電路充電,輸出低電平,通過PWM電路使占空比為最小。隨C21充電電壓上升,占空比由10% 上升為額定值。電阻R40為關(guān)機(jī)后的C21提供放電通路,以使下次開機(jī)前軟啟動(dòng)電路復(fù)位。 13腳:過流保護(hù)輸入端,直接控制雙穩(wěn)態(tài)電路。當(dāng)該腳輸出高電平時(shí)關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)電路,實(shí)現(xiàn)保護(hù)。 14腳:接地端(-VCC)。 15、16腳:分別為B路驅(qū)動(dòng)管的發(fā)射極和集電極,與1、2腳作用相同! 2.工作特點(diǎn) 由TDA8380A組成可變脈寬驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng),產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖由A點(diǎn)輸出,驅(qū)動(dòng)開關(guān)管,控制變換器的脈沖變壓器存儲(chǔ)能量的大小,以調(diào)整次級(jí)的高壓輸出。 TDA8380A內(nèi)部含有獨(dú)立振蕩電路,由外接定時(shí)電容設(shè)定基本振蕩頻率f0。振蕩器設(shè)有外同步輸入端,當(dāng)輸入頻率高于f0的負(fù)極性同步信號(hào)時(shí),振蕩器可以同步于最高100 kHz外同步信號(hào)。一旦振蕩頻率設(shè)定后,振蕩脈沖的占空比便受PWM電路的控制,使驅(qū)動(dòng)脈沖占空比在48%以內(nèi)改變。占空比可變的脈沖經(jīng)觸發(fā)器整形,由驅(qū)動(dòng)電路輸出兩路時(shí)序不同的調(diào)寬脈沖。兩路驅(qū)動(dòng)輸出采用集電極和發(fā)射極均開路的輸出方式,增加了應(yīng)用的靈活性! ∪绻麅陕份敵霾捎貌⒙(lián)形式,由A管集電極2腳和B管發(fā)射極15腳并聯(lián)輸出,則輸出的是極性相同、時(shí)序不同、占空比加倍的驅(qū)動(dòng)脈沖,這種驅(qū)動(dòng)方式使最大占空比變化范圍增大至近98%,適用于驅(qū)動(dòng)單端開關(guān)電路。 如果兩路輸出分別由A管發(fā)射極和B管集電極輸出,則輸出的是極性相同、時(shí)序不同且有一定死區(qū)時(shí)間的驅(qū)動(dòng)脈沖,這種方式適用于驅(qū)動(dòng)推挽式開關(guān)電路。兩驅(qū)動(dòng)管由外電路獨(dú)立供電,使驅(qū)動(dòng)器容易實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電平移位,而無需驅(qū)動(dòng)變壓器隔離! ∪鬉管和B管都由同一電極輸出,則輸出極性相反的驅(qū)動(dòng)脈沖,這種方式適用于驅(qū)動(dòng)互補(bǔ)推挽開關(guān)電路。TDA8380A內(nèi)部還設(shè)有過零檢測電路,對脈沖變壓器感應(yīng)電壓取樣。當(dāng)感應(yīng)電壓下降為0 V時(shí),脈沖變壓器磁能已釋放完畢,過零檢測電路通過鎖定電路的復(fù)位使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接受振蕩脈沖的觸發(fā),輸出下一周期的驅(qū)動(dòng)脈沖。這就避免脈沖變壓器能量未釋放完前,開關(guān)管連續(xù)導(dǎo)通而引起脈沖變壓器磁飽和,導(dǎo)致電感量下降造成開關(guān)管的過熱擊穿。 TDA8380A內(nèi)部取樣比較器的同相輸入端接有內(nèi)部提供的2.5 V基準(zhǔn)電壓,其反相輸入端通過外取樣分壓電路得到取樣電壓。TDA8380A內(nèi)部還設(shè)有一系列保護(hù)電路,如電源過壓和欠壓保護(hù)輸入、過流保護(hù)輸入和開機(jī)軟啟動(dòng)控制等。 4.4.2 行脈沖驅(qū)動(dòng)超高壓電源 采用超高壓電源和行掃描輸出級(jí)各自獨(dú)立,共用驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)源的方式,可以改善圖像顯示效果,同時(shí)延長投影管的壽命。電路特點(diǎn)是:超高壓變換器的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)源仍沿用行驅(qū)動(dòng)脈沖,而在脈沖放大電路中加入電子開關(guān),控制脈沖放大器的供電,即在每個(gè)行周期中用斷開放大器供電的方式控制輸出脈沖的脈寬,以達(dá)到穩(wěn)定超高壓輸出的目的。 背投影的超高壓電源簡化電路如圖4-23所示。由IC603組成行振蕩電路,12腳輸出行脈沖。行驅(qū)動(dòng)脈沖經(jīng)射隨器VT601緩沖后分成兩路:一路由VT1003緩沖,驅(qū)動(dòng)行推動(dòng)級(jí)VT1002,再經(jīng)行推動(dòng)變壓器T1001驅(qū)動(dòng)行輸出管VT1001;另一路經(jīng)VT601發(fā)射極、隔離電阻R901送入射隨器VT810緩沖放大,驅(qū)動(dòng)推動(dòng)級(jí)VT801,推動(dòng)變壓器T802的次級(jí)直接驅(qū)動(dòng)開關(guān)管VT808。 圖4-23 超高壓變換電源簡化電路 VT806的集電極并聯(lián)接入兩只脈沖變壓器T803和T801。T803次級(jí)一繞組脈沖電壓由VD814整流、C828濾波,向投影管提供6.3 V / 1.8 A的燈絲供電。T803次級(jí)另一繞組脈沖電壓用于升壓式整流電路,將135 V供電串聯(lián)接入65 V的脈沖整流電壓,向視頻放大器提供220 V電壓。T801則只輸出超高壓和聚焦電壓。由該電路可見,行輸出級(jí)和超高壓變壓器之間無直接聯(lián)系,完全避免了兩者的相互影響! 〕邏鹤儞Q器的兩級(jí)脈沖放大電路中,推動(dòng)級(jí)VT801的集電極供電電路串聯(lián)接入VT802、VT803組成的電子開關(guān),在輸出級(jí)VT806的發(fā)射極也接入電子開關(guān)VT808。為了適應(yīng)輸出級(jí)工作電壓高、電流大的特點(diǎn),采用MOSFET管作為電子開關(guān)。當(dāng)兩級(jí)電子開關(guān)都輸入高電平控制信號(hào)時(shí),超高壓變換器接通開始工作。如果控制信號(hào)為脈寬調(diào)制的方波信號(hào),則T801、T803初級(jí)輸出的行脈沖被驅(qū)動(dòng)控制脈沖所調(diào)制,輸出PWM脈沖。在電源中,由T801初、次級(jí)匝數(shù)比設(shè)定超高壓輸出,由驅(qū)動(dòng)脈沖的脈寬調(diào)制向下調(diào)整超高壓,即當(dāng)電子開關(guān)VT803、VT808短路時(shí),VT806輸出脈沖為最大脈寬等于標(biāo)準(zhǔn)行脈沖的脈沖寬度,此時(shí)T801次級(jí)輸出電壓稍高于額定電壓,然后通過驅(qū)動(dòng)控制使行脈沖寬度減小,使超高壓輸出為額定值。當(dāng)超高壓變化時(shí),驅(qū)動(dòng)脈沖有調(diào)整的余地。 4.4.3 基于TPS54350的DC/DC電源 1.TPS54350特性 TPS54350是一種內(nèi)置MOSFET的高效DC/DC變換電路,由TPS54350組成的DC/DC電源的主要特性如下:連續(xù)輸出電流為3 A時(shí),效率達(dá)90%以上;輸入電壓范圍為4.5~20 V;輸出電壓可調(diào)低至0.891 V,精確度為1%;可編程外部時(shí)鐘同步;脈寬調(diào)制頻率在250~700 kHz可調(diào)節(jié);具有峰值電流限制與熱關(guān)斷保護(hù);可調(diào)節(jié)的欠壓關(guān)斷;內(nèi)部軟啟動(dòng);電源安全輸出等! 2.實(shí)用電路 圖4-24為TPS54350的應(yīng)用電路。圖中,電路的輸出電壓是可變的,通過改變電阻器R2的阻值,可得到期望的輸出電壓值。 電路的輸入電壓Ui為5 V,輸出電壓為3.3 V,通常取R1=1 kΩ。R2的計(jì)算公式為 圖4-24 TPS54350的應(yīng)用電路
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