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单片开关电源工作模式的设定及反馈理论分

单片开关电源工作模式的设定及反馈理论分

点击数:7414 次   录入时间:03-04 11:58:09   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
UDS=UI+UOR+UP(8)
在实际电路中利用钳位保护电路,可将UDS钳制在TOPSwitch的漏-源击穿电压额定值(700V或350V,视芯片而定)以下,避免因UP使UDS升高而损坏芯片。
在阶段3,感应电压UOR降为零。高频变压器已将在阶段1存储的能量全部释放掉,使漏-源电压从阶段2结束时的UDS=UI+UOR,降低到UDS≈UI。但由于该电压变化又通过激励由杂散电容和初级电感构成的谐振电路,产生衰减震荡波形,并叠加到UDS波形上,直到TOPSwitch再次导通时才停振,因此在阶段3的UDS波形出现了波谷与波峰。显然,这个衰减振荡波形对CD上的电压和能量,起到了“调制”作用,并在下一个开关周期开始时,决定转换的功率损耗。
2)实际连续模式的反馈原理
实际连续模式的反馈电路中也存在着与不连续模式相同的寄生元件,另外还需考虑输出电路的实际特性。理想的整流管应当没有正向导通压降和反向恢复时间。结型整流管的反向恢复时间是由少数载流子通过二极管结点而产生的,肖特基二极管则是由结电容引起的。对于单片开关电源,推荐使用反向恢复时间极短的肖特基二极管,或者超快恢复二极管作为输出整流管。不得使用普通低速整流管,因为后者不仅使得高频损耗增大、效率降低,还会造成整流管的热击穿。
实际连续模式的工作波形如图4所示。在阶段1,TOPSwitch开始导通时次级仍有电流通过,这说明在导通瞬间,UDS=UI+UOR,而不是UDS=0。其结果是TOPSwitch导通功耗比不连续模式要高一些。这是由于在分布电容CD上还存储额外能量的缘故。此外,在次级绕组输出关断之前,还必须对次级漏感LS0充电,致使在IS增大、IPRI减小过程中又产生了电流交叉现象。一旦LS0被充好电,输出整流管就被反向偏置而截止,使次级电流IS变为零,而IS的这一变化又感应到初级绕组,导致初级电流波形的前沿出现了一个反向恢复电流峰值(尖峰电流)。该尖峰电流使初级电流瞬间突然增大,很容易造成内部过流保护电路误动作。为此,TOPSwitch内部专门设计了前沿闭锁电路。其作用就是在TOPSwitch刚导通时将过流比较器输出的上升沿封锁180ns的时间,以便能躲过尖峰电流,防止造成误触发。

在TOPSwitch的关断期间,也不存在阶段3,只有阶段2。在关断的瞬间受漏感LP0和LS0的影响,初级电流和次级电流也会形成一个交叉区,这使得UDS上升到(UI+UOR)。但与不连续模式所不同的是,感应电压UOR将一直存在到TOPSwitch再次导通为止,所以不存在UOR降到零后的时间间隔(即阶段3)。

参考文献

[1]PowerIntegrations公司产品手册,1997~2001.
[2]沙占友等.单片开关电源技术讲座[J].电源技术应用,2000,(8~12).
[3]沙占友等编著.新型单片开关电源的设计与应用[M].电子工业出版社,2001.

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