【導(dǎo)讀】本文將介紹高度集成的電子組件,這些組件構(gòu)建,加上一些無源外部組件,將提供具有專業(yè)性能的SMPS電源。因為用于SMPS設(shè)計的集成解決方案的市場可用性非常廣泛,所以將考慮選具有代表性的組件。
安森美半導(dǎo)體NCP101X
NCP101X是用于制造低成本,低待機功耗SMPS電源的完整解決方案,該電源在單片結(jié)構(gòu)中集成了用于高電壓的功率MOSFET和電流控制模式。實際上,NCP101X系列組件包括一個700V功率MOSFET和一個以固定頻率工作的電流模式控制器。NCP101X系列提供PDIP-7或SOT-223封裝,提供快速設(shè)置價格低廉且功能強大的開關(guān)電源所需的所有功能,包括軟啟動,頻率抖動,短路保護,跳過周期,最大峰值電流設(shè)定點和動態(tài)自供電(無需輔助繞組)。與市場上其他單片解決方案不同,NCP101X在所有可用的開關(guān)頻率(65、100、130 kHz)上產(chǎn)生的開關(guān)噪聲大大降低。當(dāng)電流設(shè)定值降至某個值以下時(例如,當(dāng)負載吸收降低時),設(shè)備會自動進入跳過循環(huán)模式,從而即使在吸收低的情況下也能確保高效率值。因為這種情況發(fā)生在最大峰值的大約四分之一處,所以不會產(chǎn)生噪音。典型的設(shè)備應(yīng)用包括用于充電器,電源,低功率AC / DC適配器。圖1顯示了該集成式開關(guān)調(diào)節(jié)器的典型應(yīng)用示例。
圖1:NCP101X的典型應(yīng)用
圖2顯示了基于NCP101X的一個完整的反激式轉(zhuǎn)換器的原理圖,該轉(zhuǎn)換器能夠從通用輸入電壓開始提供約6.5 W的輸出功率。此SMPS電源的實現(xiàn)具有非常緊湊的尺寸,在輸入電壓V IN = 100 V AC和輸出功率P OUT = 6.5 W時,效率為75.7%;在輸入電壓V IN = 100時,效率為75.7%。V AC和輸出功率P OUT = 6.5W。
圖2:基于NCP1012的反激轉(zhuǎn)換器
德州儀器(TI)UCC28722
TI的UCC28722反激式控制器可通過恒定電壓(CV)和恒定電流(DC)進行操作,從而提供輸出電壓的隔離和調(diào)節(jié),而無需光輸出耦合。該設(shè)備處理來自主電源開關(guān)和輔助反激繞組的信息,以提供對輸出以及負載電壓和電流的精確控制。UCC28722器件中實現(xiàn)的控制算法可獲得很高的運行效率值,能夠滿足或超過適用的標(biāo)準(zhǔn)。與雙極晶體管電源開關(guān)的輸出接口可實現(xiàn)低成本轉(zhuǎn)換器??刂破鞯淖畲箝_關(guān)頻率為80 kHz,并始終保持對變壓器中初級峰值電流的控制。過電壓,過電流,欠壓保護功能有助于保持電路中組件的壓力處于受控狀態(tài)。
UCC28722還允許您通過使用外部電阻來對電纜中的壓降進行補償編程。應(yīng)用包括適用于消費類電子產(chǎn)品,智能手機,平板電腦,相機,電視電源,計算機和家電的USB兼容適配器和充電器。在低功率負載下運行時,該器件通過使用低于28 kHz的開關(guān)頻率來降低電流吸收。初級側(cè)控制可實現(xiàn)準(zhǔn)確的電壓和恒定電流調(diào)節(jié),快速的動態(tài)響應(yīng)以及故障保護??梢酝ㄟ^簡單,低成本和低組件數(shù)的設(shè)計過程創(chuàng)建一個完整的充電解決方案。該設(shè)備使用從輔助繞組(VS)感測獲得的信息來檢查輸出電壓,而無需光耦或TL431等電壓基準(zhǔn)。這方面減少了組件的數(shù)量,并使項目更加經(jīng)濟和高效。UCC28722基于反激式拓撲結(jié)構(gòu),設(shè)計用于輸入電壓范圍為85 V的AC / DC適配器和充電器AC(rms)至265 V AC(rms)。為了在整個輸入電壓范圍內(nèi)保持輸出電流的調(diào)節(jié),轉(zhuǎn)換器的設(shè)計應(yīng)使其在滿載條件下的工作盡可能接近f MAX。
圖3:UCC28722簡化的應(yīng)用圖
ADI LT8310
LT8310是一個易于使用的正向轉(zhuǎn)換器控制器,它從一個內(nèi)部穩(wěn)壓的10V電源驅(qū)動一個N溝道MOSFET的柵極。該設(shè)備使用單個電源變壓器即可產(chǎn)生穩(wěn)定,穩(wěn)定且電隔離的輸出。通過光耦合器(隔離)或直接布線(非隔離)增加輸出電壓反饋后,電流模式調(diào)節(jié)功能被激活,從而提高了輸出電壓和負載響應(yīng)的精度。選擇變壓器繞組比率的靈活性使得無需使用極限占空比即可實現(xiàn)降壓或高升壓比。為了優(yōu)化效率,性能或外部組件的尺寸,可以在100 kHz至500 kHz之間設(shè)置開關(guān)頻率。用戶可編程的保護功能包括監(jiān)視輸入電壓(UVLO和OVLO)和開關(guān)電流。LT8310的軟啟動功能有助于保護變壓器免受磁通飽和的影響?;贚T8310的電源用于許多領(lǐng)域,例如工業(yè),汽車,國防,電信以及隔離和非隔離的DC / DC轉(zhuǎn)換器。在圖4中,我們可以觀察到基于LT8310的正激轉(zhuǎn)換器的方案。
圖4:基于LT8310的正激轉(zhuǎn)換器
正激轉(zhuǎn)換器的拓撲結(jié)構(gòu)是從降壓轉(zhuǎn)換器的拓撲結(jié)構(gòu)派生而來的,它包括一個變壓器,一個由初級側(cè)上的PWM信號控制的開關(guān)晶體管,開關(guān),一個電感和一個次級側(cè)的電容器側(cè),如圖5所示。位于次級側(cè)的開關(guān)可以是非同步(二極管),同步(MOSFET)或其組合。該變壓器為隔離的應(yīng)用提供電流隔離。
圖5:正激轉(zhuǎn)換器的原理圖
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