Single-chip switching strømforsyning med to arbejdstilstande
Det integrerede strømforsyningskredsløb med enkelt chip har fordelene ved høj integration, høj omkostningsydelse, det enkleste perifere kredsløb, det bedste ydeevneindeks og kan danne en højeffektiv isoleret omskifterstrømforsyning uden strømfrekvenstransformer. Efter at den kom ud i midten til slutningen af 1990'erne, har den vist stærk vitalitet. På nuværende tidspunkt er det blevet det foretrukne integrerede kredsløb til udvikling af mellemstore og små strømforsyninger, præcisionsskiftende strømforsyninger og strømmoduler i verden. Omskiftningsstrømforsyningen, der er sammensat af den, svarer i omkostninger til den lineært regulerede strømforsyning af samme effekt, mens effektiviteten af strømforsyningen er væsentligt forbedret, og volumen og vægt reduceres kraftigt. Dette har skabt gode betingelser for fremme og popularisering af nye skiftende strømforsyninger.
Funktioner af monolitisk skiftende strømforsyning
(1)TOpSWitch-II inkluderer oscillator, fejlforstærker, pulsbreddemodulator, gatekredsløb, højspændingsstrømafbryderrør (MOSFET), forspændingskredsløb, overstrømsbeskyttelseskredsløb, overophedningsbeskyttelse og strøm-til-nulstillingskredsløb, nedluknings-/autogenstartskredsløb . Den bruger en højfrekvent transformer til fuldstændigt at isolere udgangsterminalen fra nettet, hvilket er sikkert og pålideligt. Det er en strømstyret skiftende strømforsyning med åbent afløbsudgang. På grund af brugen af CMOS-kredsløb reduceres enhedens strømforbrug betydeligt.
(2) Der er kun tre terminaler: styreterminal C, source S og drain D, som kan sammenlignes med tre-terminal lineære regulatorer og kan danne en flyback switching strømforsyning uden en strømfrekvenstransformator på den enkleste måde. For at fuldføre en række kontrol-, forspændings- og beskyttelsesfunktioner er C og D multifunktionelle terminaler, der realiserer en ben med flere funktioner. Hvis man tager kontrolterminalen som et eksempel, har den tre funktioner: ①Spændingen VC på denne terminal giver forspænding til shuntregulatoren på chip og gatedrivertrinnet; ②Den aktuelle IC på denne terminal kan justere driftscyklussen; ③Denne terminal bruges også som en strømforsyningsgren. Tilslutningspunktet med den automatiske genstart/kompensationskondensator, frekvensen af den automatiske genstart bestemmes af en ekstern bypass-kondensator, og kontrolsløjfen kompenseres.
(3) Området for input AC-spænding er ekstremt bredt. 220V±15 procent vekselstrøm er valgfri til fast spændingsindgang, hvis den er udstyret med 85~265V bred vekselstrøm, vil den maksimale udgangseffekt blive reduceret med 40 procent. Indgangsfrekvensområdet for skiftende strømforsyning er 47~440Hz.
(4) Den typiske værdi af omskiftningsfrekvensen er 100KHz, og justeringsområdet for driftsforholdet er 1,7 procent til 67 procent. Strømforsyningens effektivitet er omkring 80 procent, op til 90 procent, hvilket er næsten det dobbelte af den lineære integrerede regulerede strømforsyning. Dens arbejdstemperaturområde er 0-70 grader Den maksimale overgangstemperatur for chippen er Tjm=135 grader .
(5) Det grundlæggende arbejdsprincip for TOpSwitch-II er at bruge feedbackstrømmen IC til at justere arbejdsforholdet D for at opnå formålet med spændingsregulering. For eksempel, når udgangsspændingen VOT af skiftestrømforsyningen er forårsaget af en eller anden grund, vil optokoblerens tilbagekoblingskredsløb lave Ic↑→ fejlspænding Vrt→D↓→Vo↓, så Vo forbliver uændret. omvendt.
(6) Det perifere kredsløb er enkelt, og omkostningerne er lave. Eksternt behøver kun at tilslutte ensretterfilter, højfrekvenstransformer, primær beskyttelseskredsløb, feedbackkredsløb og udgangskredsløb. Brugen af sådanne chips kan også reducere elektromagnetisk interferens, der genereres ved at skifte strømforsyning.
To arbejdsformer for monolitisk skiftende strømforsyning
Den monolitiske skiftende strømforsyning har to grundlæggende arbejdstilstande: den ene er den kontinuerlige tilstand CUM (kontinuerlig tilstand), og den anden er den diskontinuerlige tilstand
Skiftestrømsbølgeformerne for de to tilstande i fig.
(a) kontinuerlig tilstand (b) diskontinuerlig tilstand
DUM (Discontinuous Mode). Skiftestrømsbølgeformerne for disse to tilstande er vist i henholdsvis figur (a) og figur (b). Det kan ses af figuren, at i kontinuerlig tilstand starter den primære omskifterstrøm fra en vis amplitude, stiger derefter til en spidsværdi og vender derefter hurtigt tilbage til nul. Dens skiftestrømbølgeform er trapezformet. Dette viser, at i kontinuerlig tilstand, da den energi, der er lagret i højfrekvenstransformatoren, ikke frigives fuldt ud i hver koblingscyklus, har den næste koblingscyklus en indledende energi. Indførelse af den kontinuerlige tilstand kan reducere den primære spidsstrøm Ip og den effektive værdistrøm IRMS og reducere chippens strømforbrug. Den kontinuerlige tilstand kræver dog en stigning i den primære induktans Lp, hvilket vil føre til en stigning i størrelsen af højfrekvenstransformatoren. For at opsummere, er kontinuerlig tilstand velegnet til TOPSwitch med lille effekt og højfrekvent transformer med stor størrelse.
Omskifterstrømmen i diskontinuerlig tilstand stiger fra nul til spidsværdi og falder derefter til nul. Det betyder, at energien, der er lagret i højfrekvenstransformatoren, skal frigives fuldstændigt i hver koblingscyklus, og dens koblingsstrømbølgeform er trekantet. Ip- og IRMS-værdierne i den diskontinuerlige tilstand er større, men den nødvendige Lp er mindre. Derfor er den velegnet til at anvende TOPSwitch med større udgangseffekt og matchende højfrekvent transformer med mindre størrelse.
