Dos modos de funcionamiento de fuente de alimentación conmutada monolítica.
Los circuitos integrados de fuente de alimentación conmutada monolítica tienen las ventajas de una alta integración, alta rentabilidad, el circuito periférico más simple, los mejores indicadores de rendimiento y pueden constituir una fuente de alimentación conmutada aislada de alta eficiencia sin transformador de frecuencia. Se introdujo a mediados de la década de 1960, posteriormente, muestra una gran vitalidad y ahora se ha convertido en el desarrollo internacional de fuentes de alimentación conmutadas de potencia mediana y pequeña, fuentes de alimentación conmutadas de precisión y módulos de fuente de alimentación de los preferidos. circuitos integrados. La fuente de alimentación conmutada que lo compone, en términos de costo y la misma potencia, la fuente de alimentación del regulador de voltaje lineal es comparable a la eficiencia de la fuente de alimentación, se mejora significativamente, el volumen y el peso se reducen considerablemente. Esto crea buenas condiciones para la promoción y popularización de nuevas fuentes de alimentación conmutadas.
Características de la fuente de alimentación conmutada monolítica.
(1) TOPSWitch-II interno que incluye oscilador, amplificador de error, modulador de ancho de pulso, circuito de compuerta, tubos de conmutación de potencia de alto voltaje (MOSFET), circuito de polarización, circuito de protección contra sobrecorriente, protección contra sobrecalentamiento y circuito de reinicio de encendido, apagado/ circuito de reinicio automático. Aísla completamente la salida de la red eléctrica mediante un transformador de alta frecuencia, cuyo uso es seguro*. Pertenece a la fuente de alimentación conmutada controlada por corriente con salida de drenaje abierto. Gracias al uso del circuito CMOS, el consumo de energía del dispositivo se reduce significativamente.
(2) Solo hay tres cables: terminal de control C, fuente S, drenaje D, comparable al regulador lineal de tres terminales, puede ser la forma más sencilla de constituir el transformador de frecuencia sin la fuente de alimentación conmutada de retorno. Para completar una variedad de funciones de control, polarización y protección, C, D son pines multifuncionales, logrando un pin multipropósito. Tome el terminal de control como ejemplo, tiene tres funciones: (1) el final del voltaje VC para el regulador paralelo en el chip y la etapa de accionamiento de puerta para proporcionar voltaje de polarización; (2) el final del IC actual puede ajustar el ciclo de trabajo; (3) el extremo del circuito derivado de la fuente de alimentación y el punto de conexión del condensador de compensación/reinicio automático, a través del condensador de derivación externo para determinar la frecuencia del reinicio automático y la compensación del bucle de control.
(3) El rango de voltaje CA de entrada es extremadamente amplio. Para entrada de voltaje fijo, se puede seleccionar 220 V ± 15 % CA y la potencia de salida máxima se reducirá en un 40 % si está equipado con 85 ~ 265 V CA de amplio rango. El rango de frecuencia de entrada de la fuente de alimentación conmutada es de 47~440Hz.
(4) El valor típico de la frecuencia de conmutación es 100KHz y el rango de ajuste del ciclo de trabajo es 1,7%~67%. La eficiencia de la fuente de alimentación es aproximadamente del 80%, hasta el 90%, que es casi el doble que la fuente de alimentación lineal integrada regulada. Su rango de temperatura de funcionamiento es de 0 a 70 grados temperatura máxima de unión del chip Tjm=135 grados.
(5) El principio básico de funcionamiento de TOpSwitch-II es utilizar la corriente de retroalimentación IC para regular el ciclo de trabajo D, para lograr el propósito de regulación de voltaje. Por ejemplo, cuando el voltaje de salida de la fuente de alimentación conmutada VOT se debe a algún motivo, después del circuito de retroalimentación del optoacoplador se generará Ic ↑ → voltaje de error Vrt → D↓ → Vo↓, de modo que Vo permanezca sin cambios. Y viceversa.
(6) circuito periférico simple, de bajo costo. El externo solo necesita conectar el filtro rectificador, el transformador de alta frecuencia, el circuito de protección primaria, el circuito de retroalimentación y el circuito de salida. El uso de dichos chips también puede reducir la interferencia electromagnética generada por la fuente de alimentación conmutada.
Dos modos de funcionamiento de fuente de alimentación conmutada monolítica.
La fuente de alimentación conmutada monolítica tiene dos modos básicos de funcionamiento: uno es el modo continuo CUM (ContinuousMode), el otro es el modo no continuo.
(a) Modo continuo (b) Modo discontinuo
DUM (modo discontinuo). Las formas de onda de corriente de conmutación de estos dos modos se muestran en la Fig. (a) y la Fig. (b), respectivamente. Como se puede ver en la figura, en el modo continuo, la corriente de conmutación primaria comienza desde una cierta amplitud, luego aumenta hasta un valor máximo y luego regresa rápidamente a cero. Su forma de onda de corriente de conmutación es trapezoidal. Esto indica que en modo continuo, el siguiente ciclo de conmutación tiene una energía inicial porque la energía almacenada en el transformador de alta frecuencia no se libera toda en cada ciclo de conmutación. El uso del modo continuo reduce la corriente máxima primaria Ip y la corriente RMS IRMS, lo que reduce el consumo de energía del chip. Sin embargo, el modo continuo requiere un aumento de la inductancia primaria Lp, lo que conduce a un aumento del tamaño del transformador de alta frecuencia. En resumen, el modo continuo es adecuado para TOPSwitches de menor potencia y transformadores de alta frecuencia de mayor tamaño.
La corriente de conmutación en modo discontinuo aumenta de cero a un pico y luego cae a cero. Esto significa que la energía almacenada en el transformador de alta frecuencia debe liberarse por completo durante cada ciclo de conmutación, y su forma de onda de corriente de conmutación es de forma triangular. El modo discontinuo tiene valores mayores de Ip e IRMS, pero requiere menos Lp. Por lo tanto, es adecuado para el uso de TOpSwitch con mayor potencia de salida con un transformador de alta frecuencia de menor tamaño.
