Dva načina delovanja monolitnega stikalnega napajanja
Monolitna stikalna napajalna integrirana vezja imajo prednosti visoke integracije, visoke stroškovne učinkovitosti, najpreprostejšega perifernega vezja, najboljših kazalnikov učinkovitosti, lahko predstavljajo visoko učinkovito izolirano stikalno napajanje brez frekvenčnega transformatorja. Predstavljen je bil sredi-1990, pozno zaporedoma, kaže močno vitalnost, zdaj pa je postal mednarodni razvoj srednjega in majhnega preklopnega napajalnika, natančnega preklopnega napajalnika in napajalnega modula prednostnega integrirana vezja. Preklopni napajalnik, sestavljen iz njega, glede stroškov in enake moči linearnega napetostnega regulatorja napajanja je primerljiv z napajalno učinkovitostjo je bistveno izboljšana, prostornina in teža se močno zmanjšata. To ustvarja dobre pogoje za promocijo in popularizacijo novih stikalnih napajalnikov.
Značilnosti monolitnega stikalnega napajanja
(1) Notranje stikalo TOPSWitch-II, vključno z oscilatorjem, ojačevalnikom napak, modulatorjem impulzne širine, vratnim vezjem, visokonapetostnimi napajalnimi preklopnimi cevmi (MOSFET), prednapetostnim vezjem, zaščitnim vezjem previsokega toka, zaščito pred pregrevanjem in vezjem za ponastavitev ob vklopu, zaustavitev / samodejni ponovni zagon vezja. Popolnoma izolira izhod iz električnega omrežja s pomočjo visokofrekvenčnega transformatorja, ki je varen za uporabo*. Spada med tokovno krmiljene stikalne napajalnike z odprtim izhodom. Zaradi uporabe CMOS vezja je poraba energije naprave znatno zmanjšana.
(2) Obstajajo samo trije vodi: krmilni terminal C, vir S, odvod D, primerljivo s tri-polnim linearnim regulatorjem, je lahko najpreprostejši način za sestavo frekvenčnega transformatorja brez preklopnega napajalnika s povratnim preobratom. Da bi dokončali različne nadzorne, pristranske in zaščitne funkcije, sta C, D večnamenski zatič, ki uresničuje večnamenski zatič. Vzemimo za primer krmilni terminal, ki ima tri funkcije: (1) konec napetosti VC za vzporedni regulator na čipu in pogonsko stopnjo vrat za zagotavljanje prednapetosti; (2) konec trenutnega IC lahko prilagodi delovni cikel; (3) konec razvejnega vezja napajalnika in priključna točka samodejnega ponovnega zagona/kompenzacijskega kondenzatorja prek zunanjega obvodnega kondenzatorja za določitev frekvence samodejnega ponovnega zagona in kompenzacije za krmilno zanko.
(3) Razpon vhodne izmenične napetosti je izjemno širok. Za vhod s fiksno napetostjo lahko izberete 220 V±15 % AC, največja izhodna moč pa se zmanjša za 40 %, če je opremljen z 85 ~ 265 V AC širokega razpona. Vhodno frekvenčno območje stikalnega napajalnika je 47~440Hz.
(4) Tipična vrednost preklopne frekvence je 100KHz, območje nastavitve delovnega cikla pa je 1,7%~67%. Učinkovitost napajalnika je približno 80 % do 90 %, kar je skoraj dvakrat več kot pri linearno integriranem reguliranem napajalniku. Njegovo delovno temperaturno območje je od 0 do 70 stopinj najvišja temperatura spoja čipa Tjm=135 stopinj.
(5) Osnovno načelo delovanja stikala TOPswitch-II je uporaba povratnega toka IC za uravnavanje delovnega cikla D, da se doseže namen regulacije napetosti. Na primer, ko je izhodna napetost stikalnega napajalnika VOT zaradi nekega razloga, potem ko bo povratno vezje optičnega sklopnika povzročilo Ic↑→napačno napetost Vrt→D↓→Vo↓, tako da Vo ostane nespremenjen. In obratno.
(6) preprosto periferno vezje, poceni. Zunanji potrebuje samo povezavo usmerniškega filtra, visokofrekvenčnega transformatorja, primarnega zaščitnega vezja, povratnega vezja in izhodnega vezja. Uporaba takšnih čipov lahko zmanjša tudi elektromagnetne motnje, ki jih povzroča stikalno napajanje.
Dva načina delovanja monolitnega stikalnega napajanja
Monolitni stikalni napajalnik ima dva osnovna načina delovanja: eden je neprekinjen način CUM (ContinuousMode), drugi pa ni neprekinjen način.
(a) Neprekinjen način (b) Prekinjen način
DUM (Diskontinuirani način). Valovne oblike preklopnega toka teh dveh načinov so prikazane na sliki (a) oziroma na sliki (b). Kot je razvidno iz slike, se v neprekinjenem načinu primarni preklopni tok začne pri določeni amplitudi, nato naraste do najvišje vrednosti in se nato hitro vrne na nič. Njegova valovna oblika preklopnega toka je trapezna. To pomeni, da ima v neprekinjenem načinu naslednji preklopni cikel začetno energijo, ker se v vsakem preklopnem ciklu ne sprosti vsa energija, shranjena v visokofrekvenčnem transformatorju. Uporaba neprekinjenega načina zmanjša primarni vršni tok Ip in RMS tok IRMS, kar zmanjša porabo energije čipa. Vendar neprekinjeni način zahteva povečanje primarne induktivnosti Lp, kar vodi do povečanja velikosti visokofrekvenčnega transformatorja. Če povzamemo, neprekinjeni način je primeren za stikala TOPSwitches manjše moči in visokofrekvenčne transformatorje večje velikosti.
Preklopni tok v diskontinuiranem načinu naraste od nič do vrha in nato pade na nič. To pomeni, da se mora energija, shranjena v visokofrekvenčnem transformatorju, popolnoma sprostiti med vsakim preklopnim ciklom, njegova valovna oblika preklopnega toka pa je trikotne oblike. Prekinjeni način ima večje vrednosti Ip in IRMS, vendar zahteva manj Lp. Zato je primeren za uporabo stikala TOPswitch z večjo izhodno močjo z manjšim visokofrekvenčnim transformatorjem.
