随着电子技术的发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,对电源的要求更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本化促使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。传统的晶体管串联调整稳压器,具有纹波小,杂音低的优点,但又有效率低、体积大而重、过载能力差等严重弱点。70年代中期以来,无工频变压器的开关电源技术各工业化国家。这种电源丢掉了笨重的工频变压器,功率管工作在开关状态,功率变换器以20KHz以上的频率工作,因此效率大大提高,体积和重量大大减小。目前空间技术、计算机、通信及家用电器中的电源,以逐渐为开关电源所取代。
中港扬盛稳压电源Zui新集成控制器的发展趋势与关键问题若 MOS FET成为开关稳压电源的主流开关元件,则集成控制器的设计方针也要随之改变,而开关频率的提高、消耗功率的降低、启动电路的内置、驱动电路的改进、内有高可靠性的过电流保护电路等多方面改善的IC已经出台了。与TL494类型IC的工作方式完全不同的电流与谐振工作方式的1C等也已经出台,集成控制器也多样化了。下面,中港扬盛稳压电源对Zui新开关稳压电源用集成控制器的性能改善与关键问题进行说明。
消耗功率的降低与启动电路的内置
开关稳压电源用集成控制器主要是TL494,日本也出台了几乎与TL494同一性能的富士通的MB3759及NEC的υPC494等IC。这时期的开关元件主要还是双极型晶体管,而功率 MOS FET只在通信设备等价格比较高的领域内使用。
当时集成控制器的Zui大缺点是消耗功率大。
要使这种IC工作需要辅助电源,而要得到这个电源则成本与占地空间就成为了问题。当时驱动双极型晶体管需要的功率较大,降低集成控制器IC的损耗在很多情况下毫无意义,这种努力都没有结果。
其后, MOS FET成为一般化器件时,FET驱动功率大幅度降低,集成控制器IC辅助电源简单化,因此,降低成本的必要性变得很迫切。尤其是获得集成控制器IC电源的方法,这是在具有多种特征的电路以及依据该电路进行改进的电路中使用的方法,若IC的消耗电流小,则启动电路就极其简单。再有,消耗功率小,而且能有待机状态,则1C片内也有可能内置启动电路围是可以非常简单获得控制用辅助电源的电路。
交流电网电压Vn进入输入电路后,经输入电路中的线路滤波器、浪涌电流控制电路以及整流电路,变换成直流电压Vi。其中线路滤波器及浪涌电流控制电路的主要作用是削弱由电网电源线进入的外来噪声以及抑制浪涌电流,整流电路则完成交流到直流的变换,可分为电容输入型和扼流圈输入型两大类,开关电源中通常采用电容输入型。功率变换电路是整个开关电源的核心器件,它将直流电压Vi变换成高频矩形脉冲电压Vp,其电路主要由开关电路和变压器组成。开关电路的驱动方式分为自激式和他激式两大类;开关变压器因是高频工作,其铁芯通常采用铁氧体磁芯或非晶合金磁芯;开关晶体管通常采用开关速度高,导通和关断时间短的晶体管,Zui典型的有功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等三种。输出电路是将高频变压器次级方波电压Vp经过高频整流滤波电路整流成单向脉动直流,并将其平滑成设计要求的低纹波直流电压Vo,供给负载使用。
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