愛伊米

整合式開關電源工作原理

下圖為微控制器整合式開關電源原理圖:

整合式開關電源工作原理

從圖片我們可以看出,這個是由三端TOPSwitch系列構成的微控制器整合式開關電源基本線路,上圖屬於反激式轉換電路。

圖中,BR為整流橋,Cin為輸入端濾波電容。輸入交流電壓透過整流濾波後,得到一個直流高壓Ui,經過變壓器的初級繞組Np加到晶片的漏極。

由於在晶片關斷時刻變壓器漏感會產生尖峰電壓,疊加在直流高壓Ui和感應電壓Uor上,可使功率開關管的漏極電壓超過700V,損壞晶片,所以我們在變壓器的初級繞組上添加了漏極鉗位保護線路。鉗位保護電路由瞬態電壓抑制器或者穩壓管VDZ1、阻塞二極體VD1組成,VD1應採用超快速恢復二極體SRD。

圖中VD2是二次繞組整流管,Cout是輸出端濾波電容。

開關變壓器起能量儲存、隔離輸出和電壓轉換作用,其一次繞組Np的極性恰好與二次繞組Ns、反饋繞組Nf極性相反。因此當晶片導通時,電能就以磁場能量的形式儲存在Np中,此時VD2截止。

當晶片關斷時,VD2導通,Ns能量傳輸給負載,這就是反激式開關電源的特點。

上圖電源採用配穩壓管的光耦反饋電路;二次繞組Nf經過VD3、CF整流濾波後,反饋電源經過光耦中的光敏三極體向晶片控制端提供偏置電壓。CT是控制端旁路電容。設穩壓管VDZ2的穩壓電壓為UZ2,忽略限流電阻R1壓降,光耦中LED發光二極體的正向壓降Uf為1V,則輸出電壓Uo=UZ2+1。

當由於某種原因使交流電壓升高或者負載電流減小時,輸出電壓Uo升高,因Uz2基本不變,故R1電流增大,透過光耦反饋使晶片的控制端電壓升高。

由於TOPSwitch的控制端電壓越高輸出脈衝佔空比越小,因此D減小,輸出電壓Uo降低,維持系統的平衡。