Dva načina rada monolitnog prekidačkog napajanja
Monolitni prekidački integrirani sklopovi napajanja imaju prednosti visoke integracije, visoke isplativosti, najjednostavnijeg perifernog strujnog kruga, najboljih pokazatelja performansi, mogu predstavljati visokoučinkovito izolirano sklopno napajanje bez frekvencijskog transformatora. Predstavljen je sredinom-1990, kasno zaredom, pokazuje snažnu vitalnost, a sada je postao međunarodni razvoj prekidačkog napajanja srednje i male snage, preciznog prekidačkog napajanja i modula napajanja preferiranog integrirani krugovi. Preklopno napajanje koje se sastoji od njega, u smislu cijene i iste snage linearnog regulatora napona napajanja je usporedivo s napajanjem, učinkovitost je značajno poboljšana, volumen i težina su uvelike smanjeni. Time se stvaraju dobri uvjeti za promociju i popularizaciju novih sklopnih izvora napajanja.
Značajke monolitnog sklopnog napajanja
(1) TOPSWitch-II interno uključujući oscilator, pojačivač greške, modulator širine impulsa, krug vrata, visokonaponske sklopne cijevi (MOSFET), prednaponski krug, zaštitni krug od prekomjerne struje, zaštitu od pregrijavanja i krug za resetiranje pri uključivanju, isključivanje / krug automatskog ponovnog pokretanja. Potpuno izolira izlaz iz električne mreže pomoću visokofrekventnog transformatora, koji je siguran za korištenje*. Pripada strujno upravljanom prekidačkom napajanju s otvorenim izlazom odvoda. Zbog korištenja CMOS sklopa, potrošnja energije uređaja je značajno smanjena.
(2) Postoje samo tri odvoda: upravljački terminal C, izvor S, odvod D, usporedivo s linearnim regulatorom s tri priključka, može biti najjednostavniji način sastavljanja frekvencijskog transformatora bez flyback prekidačkog napajanja. Kako bi se dovršio niz funkcija upravljanja, prednaprezanja i zaštite, C, D su višenamjenski pin out, ostvarujući višenamjenski pin. Uzmimo upravljački terminal kao primjer, on ima tri funkcije: (1) kraj napona VC za paralelni regulator na čipu i stupanj pogona vrata za osiguravanje prednapona; (2) kraj trenutnog IC može prilagoditi radni ciklus; (3) kraj ogranka strujnog kruga napajanja i točka spajanja automatskog ponovnog pokretanja/kompenzacijskog kondenzatora, kroz vanjski premosni kondenzator za određivanje učestalosti automatskog ponovnog pokretanja i kompenzacije za kontrolnu petlju.
(3) Raspon ulaznog izmjeničnog napona je izuzetno širok. Za fiksni ulazni napon može se odabrati 220V±15% AC, a maksimalna izlazna snaga će se smanjiti za 40% ako je opremljen s 85~265V AC širokog raspona. Raspon ulazne frekvencije prekidačkog napajanja je 47~440Hz.
(4) Tipična vrijednost frekvencije prebacivanja je 100KHz, a raspon prilagodbe radnog ciklusa je 1,7%~67%. Učinkovitost napajanja je oko 80%, do 90%, što je gotovo dvostruko više od linearnog integriranog reguliranog napajanja. Njegov radni temperaturni raspon je od 0 do 70 stupnjeva maksimalna temperatura spoja čipa Tjm=135 stupnjeva.
(5) Osnovni princip rada TOPSwitch-II je korištenje povratne struje IC za regulaciju radnog ciklusa D, kako bi se postigla svrha regulacije napona. Na primjer, kada je izlazni napon preklopnog napajanja VOT zbog nekog razloga, nakon kruga povratne veze optokaplera napravit će Ic↑→napon pogreške Vrt→D↓→Vo↓, tako da Vo ostaje nepromijenjen. I obrnuto.
(6) jednostavan periferni krug, niske cijene. Vanjski samo treba spojiti filtar ispravljača, visokofrekventni transformator, primarni zaštitni krug, povratni krug i izlazni krug. Korištenje takvih čipova također može smanjiti elektromagnetske smetnje koje stvara prekidački izvor napajanja.
Dva načina rada monolitnog prekidačkog napajanja
Monolitno prekidačko napajanje ima dva osnovna načina rada: jedan je kontinuirani način rada CUM (ContinuousMode), drugi nije kontinuirani način rada
(a) Kontinuirani način rada (b) Isprekidani način rada
DUM (Diskontinuirani način). Valovi sklopne struje ova dva načina prikazani su na sl. (a) i sl. (b). Kao što se može vidjeti sa slike, u kontinuiranom načinu rada, primarna sklopna struja počinje od određene amplitude, zatim raste do vršne vrijednosti, a zatim se brzo vraća na nulu. Njegov valni oblik sklopne struje je trapezoidan. To ukazuje da u kontinuiranom načinu rada sljedeći ciklus prekapčanja ima početnu energiju jer energija pohranjena u visokofrekventnom transformatoru nije sva oslobođena u svakom ciklusu prekapčanja. Korištenje kontinuiranog načina rada smanjuje primarnu vršnu struju Ip i RMS struju IRMS, smanjujući potrošnju energije čipa. Međutim, kontinuirani način rada zahtijeva povećanje primarnog induktiviteta Lp, što dovodi do povećanja veličine visokofrekventnog transformatora. Ukratko, kontinuirani način rada prikladan je za TOPswitcheve manje snage i visokofrekventne transformatore veće veličine.
Preklopna struja u diskontinuiranom načinu rada raste od nule do vrha i zatim pada na nulu. To znači da se energija pohranjena u visokofrekventnom transformatoru mora potpuno osloboditi tijekom svakog sklopnog ciklusa, a njegov valni oblik sklopne struje je trokutastog oblika. Diskontinuirani način ima veće vrijednosti Ip i IRMS, ali zahtijeva manje Lp. Stoga je prikladan za korištenje TOPswitcha s većom izlaznom snagom s manjim visokofrekventnim transformatorom.
