鉅大LARGE | 點擊量:1134次 | 2020年05月18日
二次后穩(wěn)壓集成電路在開關電源中的應用優(yōu)勢
隨著科學技術的不斷發(fā)展,多路輸出低電壓直流開關電源的應用越來越廣泛。傳統(tǒng)的多路輸出直流穩(wěn)壓電源只是對主輸出電壓進行控制,并未對其它輔助輸出電壓進行控制,這使得開關電源的應用受到限制。因此,以較低成本實現(xiàn)滿足各種用電設備要求的最佳電源仍面對技術挑戰(zhàn)。
本文首先對五種傳統(tǒng)解決方法的優(yōu)缺點和應用電路圖進行比較,最后介紹由深圳光華源科技有限公司開發(fā)出的自適應二次后穩(wěn)壓集成電路的特點以及應用注意事項。
首先解釋什么叫多路輸出反激電源。舉例來說,關于一個5路輸出反激電源,其指標如下:
傳統(tǒng)方法一:采用變壓器耦合的多路輸出反激電源(圖1)。這種電路只對其中一組電路進行穩(wěn)壓控制,電路簡單,成本低。但缺點是:沒有受穩(wěn)壓控制的各路輸出電壓的電平完全取決于變壓器耦合和負載條件等,當外界條件發(fā)生變化,輸出電壓便很不穩(wěn)定;交叉調(diào)整較差。
圖1:采用變壓器耦合的多路輸出反激電源。
傳統(tǒng)方法二:采用加權反饋的多路輸出反激電源(圖2)。該方法的的優(yōu)點是對所有輸出進行控制,任何一路輸出由于負載的變化而引起電壓的不穩(wěn)定都可以進行控制。缺點是:1.精確度受限;2.不適于極低輸出電壓;3.變壓器設計更困難;4.穩(wěn)定性不好;5.在待機模式下需額外的開關;6.要共地。
圖2:采用加權反饋的多路輸出反激電源。
圖3:采用線性低壓差穩(wěn)壓器的多路輸出反激電源。
傳統(tǒng)方法三:采用線性低壓差穩(wěn)壓器的多路輸出反激電源(圖3)。這種電路由于采用線性穩(wěn)壓器對各輸出進行控制,所以能靈活地實現(xiàn)各輸出端電壓的穩(wěn)定。但由于采用低壓差穩(wěn)壓器,成本較高,而且在待機模式下,要額外的開關或昂貴的LDO。此外這種電路損耗大,效率差,需散熱器散熱,所占體積大,無法實現(xiàn)小體積的要求。
傳統(tǒng)方法四:采用直流-直流步降轉(zhuǎn)換器的多路輸出反激電源(圖4)。這種電路功耗小,靈活性好,但控制回路復雜、體積增大、成本較高,并且還存在EMI問題。
傳統(tǒng)方法五:采用磁放大電路的多路輸出反激電源(圖5)。該電路的負載調(diào)節(jié)率低,穩(wěn)壓精度高,但缺點是效率低、磁損大、成本高。
圖4:采用直流-直流步降轉(zhuǎn)換器的多路輸出反激電源。
圖5:采用磁放大電路的多路輸出反激電源。
圖6是采用深圳光華源科技有限公司的自適應二次后穩(wěn)壓電路HW-×A××的應用電路。該電路克服了以上五種傳統(tǒng)解決方法的缺點,具有以下優(yōu)點:1.所需的外接元件少、成本低、體積??;2.能確保各路輸出電壓均能精確地穩(wěn)定,使負載調(diào)節(jié)率最低,待機功耗低;3.輸出靈活可調(diào);4.能實現(xiàn)優(yōu)異線性;5.具有自適應特性,電路簡潔,無需外驅(qū)動,可以不共地運行。該電路成功解決了開關電源的多路輸出控制難題,為擴大開關電源的應用,提高電源指標,滿足日益上升的電子設備儀器的要求供應了一個最佳方法。
圖6:自適應二次后穩(wěn)壓電路的外圍電路非常簡潔,能很好解決傳統(tǒng)方法的缺點。
二次后穩(wěn)壓電路HW-×A××的重要參數(shù)為:最高允許工作電壓為30VDC/50VDC;最大允許工作電流分1A、2A、3A三檔;適應頻率范圍為10~200kHz;工作模式支持自適應pWM和反激拓撲;穩(wěn)壓精度為±1%Vo(要求R1精度為±1%);輸出電壓可通過外接電阻調(diào)節(jié)(最小輸出電壓為2.5V)。其它特殊參數(shù)和指標,可按客戶要求定制。其它特殊參數(shù)和指標,可按客戶要求定制。
管腳含義如下:
使用該集成電路時,請注意以下兩點:1.此電路適應于反激工作拓撲。2.在使用此本電路設計變壓器時,注意按常規(guī)設計電壓提高60~80%(增多次級繞組匝數(shù))以保障工作在pWM狀態(tài),獲得最高效率。
本文小結
此電路應用的外接元件少,成功的解決了開關電源多年來的多路輸出控制的一個難題,為擴大開關電源的應用,向高性能及小型化發(fā)展的同時,讓電壓控制精度更高,動態(tài)響應更快,電磁干擾更低,可靠性方面要求功耗、發(fā)熱溫升更低等等,進而滿足日益上升的電子設備儀器的要求,供應了一個最佳的解決方法,應用前景廣闊。
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