理论教育 电路分析:不二越电源的变换器等效电路

电路分析:不二越电源的变换器等效电路

时间:2023-05-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:输入220VAC电压经过全波整流,产生变换器所需的直流电压,以及提供控制电路电源。输出电压Uo经分压采样,控制基准电源。当输出电压高于保护值时,OVP点电位高于门槛电平750mV,芯片进入保护状态。当它低于DC2.5V时,电源正常工作。本电路被直接接地,不进行控制。光电2、稳压管部分用于获得反馈OVP信号,稳压管的稳压值决定了OVP保护动作点。不二越电源的等效变换器电路综合上面分析,不二越电源的变换器等效电路如图12所示。

电路分析:不二越电源的变换器等效电路

(1)输入电路(图3) 该电路包含滤波、浪涌抑制及全波整流电路。输入电路各电容C11、C12、C13用于滤波,滤除高频噪声;电抗器L11用于浪涌抑制;电容C14、C15、C18用于去耦。输入220VAC电压经过全波整流,产生变换器所需的直流电压,以及提供控制电路电源。TH为过电流电阻,当发生过流时,器件熔断。

图3 不二越电源输入电路

(2)起动电路(图4) 起动电路是由输入整流电源提供芯片Vcc电源的电路。可以从隔离变压器初级或者第三边提供。输出电压一般为Vcc-2V。

图4 不二越电源启动电路

变压器T11的1、3绕组为初级主绕组,4、5为辅助绕组,6、7为二次[侧]输出绕组。电源去耦电容建议为10~47μF,启动电流不少于300μA。

路由辅助绕组供电,与常规的芯片启动电路有较大差别。C31及前面的两个二极管用于获得相对稳定的集电极直流偏压,基极偏置取自输入电路的直流电压。A、C点用于提供其他辅助控制的上偏电源。

发射极下偏置18kΩ电阻实际上是通过0Ω电阻接到芯片7脚,并通过7脚并联0Ω电阻到5脚(热沉端)接地的。

(3)振荡电路 如图5所示,Ron为充电电阻;Roff为放电电阻;CF为充放电电容。芯片的上限频率是500kHz,这是一个可以通过外部阻容器件设置频率的振荡电路。

图5 芯片振荡器外电路

(4)电源反馈比较和锁存电路 图6是电源反馈部分的比较及锁存电路。该电路的F/B端为电源实际输出反馈端。输出电压Uo经分压采样,控制基准电源。基准电源的高低决定了线性光耦合器的输出电流大小。从F/B端看,IF/BUout是呈线性关系的,这样就实现了电路的反馈调节。

图6 电源反馈比较及锁存电路

(5)过电流、过电压保护电路(图7)

1)VF反馈端。控制芯片输出Uout经过阻容滤波,反馈回VF端,用于过电流保护。

2)OVP过电压保护端。它取决于反馈电路中光电流的大小。因为它直接影响光电输出级的导通程度(Uce),从而直接影响到OVP电位。由后面的输出电路可以看出,这个保护点取决于一个稳压管的稳压值。当输出电压高于保护值时,OVP点电位高于门槛电平750mV,芯片进入保护状态。

图7 过电流、过电压保护电路(www.daowen.com)

3)检测端DET。该端被直接接地,因此F/B端不受此点控制。DET被用于检测输出电压。如果DET不接地,则在它超过DC2.5V时,将F/B电位钳制在DC0V,从而使得占空比为0,电源处于保护状态。当它低于DC2.5V时,电源正常工作。

(6)电流极限保护电路 由于隔离变压器一次开关管是单向驱动的,所以只进行正极限保护即可。变压器第三边绕组单向脉动信号经过二极管整流及RC滤波,送CLM+端,作为正极限过电流保护(图8)。负电流极限被直接接地,不起作用。

在常规情况下,CLM+或CLM-的电压超过阈值(+200mV/-200mV)时,过电流信号将使输出截止,并且持续到下一个周期。下个周期将重新恢复,形成所谓“逐脉冲电流控制”。

(7)通断控制电路及热沉端 ON/OFF端(7脚)为低电平时芯片才工作,阈值电压为2.4V。本电路被直接接地,不进行控制。热沉端也被直接接地(图9),以获取较好的热稳定性。芯片的5、6、15、16脚内部是短接的,通过5脚接地。

图8 电流极限保护电路

图9 通断控制及热沉端电路

(8)断续检测控制电路 本电源CT端(14脚)被接地,即断续电路不起作用。

(9)芯片输出及隔离电路(图10) 电源变换器部分是一个简单的单开关降压型隔离变换器。芯片的图腾柱输出脚2驱动MOSFET管栅极,开关管驱动隔离变压器一次绕组1-3,主绕组上并联的RC电路用于提供泄放通路。第三边绕组用于提供启动电源,如前述。

图10 芯片输出及隔离电路

(10)输出电路(图11) 整流桥的上面两个二极管用于整流,下面两个用于提供在开关管关断期间电感的续流通路。电感器及电解电容用于滤波,加上两个二极管的续流作用,可以获得尽可能连续的电流。从输出电路看,这是一个Buck(降压)式开关电源。实际输出为DC5V。输出电压由光电1、基准电源及电位器控制,调节电位器可在一定范围内调整输出电压。光电2、稳压管部分用于获得反馈OVP信号,稳压管的稳压值决定了OVP保护动作点。

(11)不二越电源的等效变换器电路 综合上面分析,不二越电源的变换器等效电路如图12所示。这是一个单管隔离降压变换器,而且是一个传统的硬开关电路。为防止变压器磁饱和及快速恢复,原边使用了简单的R1C1释放电路。二次[侧]VD1整流,VD2续流,C2去耦,LC4滤波,R3C3R4为辅助泄放通路。

图11 输出电路原理图

图12 不二越电源的变换器等效电路

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