Due modalità operative dell'alimentatore switching monolitico
I circuiti integrati di alimentazione a commutazione monolitica presentano i vantaggi di un'elevata integrazione, un elevato rapporto costo-efficacia, i circuiti periferici più semplici, i migliori indicatori di prestazione, possono costituire un alimentatore a commutazione isolato ad alta efficienza senza trasformatore di frequenza. È stato introdotto a metà degli-1990 anni successivi, mostra una forte vitalità e ora è diventato lo sviluppo internazionale di alimentatori switching di media e piccola potenza, alimentatori switching di precisione e moduli di alimentazione preferiti circuiti integrati. L'alimentatore switching da esso composto, in termini di costi e con la stessa potenza del regolatore di tensione lineare, è paragonabile all'efficienza dell'alimentatore, notevolmente migliorata, il volume e il peso sono notevolmente ridotti. Ciò crea buone condizioni per la promozione e la divulgazione di nuovi alimentatori a commutazione.
Caratteristiche dell'alimentatore switching monolitico
(1) TOPSWitch-II interno comprendente oscillatore, amplificatore di errore, modulatore di larghezza di impulso, circuito di gate, tubi di commutazione di potenza ad alta tensione (MOSFET), circuito di polarizzazione, circuito di protezione da sovracorrente, protezione da surriscaldamento e circuito di ripristino all'accensione, spegnimento/ circuito di riavvio automatico. Isola completamente l'uscita dalla rete elettrica tramite un trasformatore ad alta frequenza, sicuro da usare*. Appartiene all'alimentatore switching controllato in corrente con uscita open drain. Grazie all'utilizzo del circuito CMOS, il consumo energetico del dispositivo è notevolmente ridotto.
(2) Ci sono solo tre conduttori: terminale di controllo C, sorgente S, drain D, paragonabile a un regolatore lineare a tre terminali, può essere il modo più semplice per costituire il trasformatore di frequenza senza l'alimentatore switching flyback. Per completare una varietà di funzioni di controllo, polarizzazione e protezione, C, D sono piedinature multifunzionali, realizzando un pin multiuso. Prendiamo come esempio il terminale di controllo, che ha tre funzioni: (1) la fine della tensione VC per il regolatore parallelo su chip e lo stadio di pilotaggio del gate per fornire la tensione di polarizzazione; (2) la fine dell'attuale IC può regolare il ciclo di lavoro; (3) l'estremità del circuito derivato dell'alimentatore e il punto di connessione del condensatore di riavvio automatico/compensazione, attraverso il condensatore di bypass esterno per determinare la frequenza del riavvio automatico e la compensazione per il circuito di controllo.
(3) La gamma della tensione CA in ingresso è estremamente ampia. Per l'ingresso a tensione fissa, è possibile selezionare 220 V±15% CA e la potenza massima in uscita verrà ridotta del 40% se è dotato di CA ad ampio intervallo da 85~265 V. L'intervallo di frequenza di ingresso dell'alimentatore switching è 47~440 Hz.
(4)Il valore tipico della frequenza di commutazione è 100KHz e l'intervallo di regolazione del ciclo di lavoro è 1,7%~67%. L'efficienza dell'alimentatore è di circa l'80%, fino al 90%, che è quasi il doppio rispetto all'alimentatore regolato integrato lineare. L'intervallo di temperatura operativa è compreso tra 0 e 70 gradi temperatura di giunzione massima del chip Tjm=135 gradi.
(5) Il principio di funzionamento di base di TOpSwitch-II è utilizzare la corrente di feedback IC per regolare il ciclo di lavoro D, per raggiungere lo scopo della regolazione della tensione. Ad esempio, quando la tensione di uscita dell'alimentatore switching VOT per qualche motivo, dopo che il circuito di feedback del fotoaccoppiatore renderà Ic↑→tensione di errore Vrt→D↓→Vo↓, in modo che Vo rimanga invariato. E viceversa.
(6) circuito periferico semplice, a basso costo. All'esterno è necessario collegare solo il filtro raddrizzatore, il trasformatore ad alta frequenza, il circuito di protezione primaria, il circuito di feedback e il circuito di uscita. L'uso di tali chip può anche ridurre le interferenze elettromagnetiche generate dall'alimentatore switching.
Due modalità operative dell'alimentatore switching monolitico
L'alimentatore switching monolitico ha due modalità operative di base: una è la modalità continua CUM (ContinuousMode), l'altra non è la modalità continua
(a) Modalità continua (b) Modalità discontinua
DUM (modalità discontinua). Le forme d'onda della corrente di commutazione di queste due modalità sono mostrate rispettivamente in Fig. (a) e Fig. (b). Come si può vedere dalla figura, in modalità continua, la corrente di commutazione primaria parte da una certa ampiezza, poi sale ad un valore di picco, per poi ritornare rapidamente a zero. La forma d'onda della corrente di commutazione è trapezoidale. Ciò indica che in modalità continua, il ciclo di commutazione successivo ha un'energia iniziale perché l'energia immagazzinata nel trasformatore ad alta frequenza non viene rilasciata tutta in ogni ciclo di commutazione. L'uso della modalità continua riduce la corrente di picco primaria Ip e la corrente RMS IRMS, riducendo il consumo energetico del chip. Tuttavia, la modalità continua richiede un aumento dell'induttanza primaria Lp, che porta ad un aumento delle dimensioni del trasformatore ad alta frequenza. In sintesi, la modalità continua è adatta per TOpSwitch di potenza inferiore e trasformatori ad alta frequenza di dimensioni maggiori.
La corrente di commutazione in modalità discontinua sale da zero a un picco e poi scende a zero. Ciò significa che l'energia immagazzinata nel trasformatore ad alta frequenza deve essere completamente rilasciata durante ogni ciclo di commutazione e la forma d'onda della corrente di commutazione è di forma triangolare. La modalità discontinua ha valori maggiori di Ip e IRMS, ma richiede meno Lp. Pertanto, è adatto per l'uso di TOpSwitch con potenza di uscita maggiore con trasformatore ad alta frequenza di dimensioni ridotte.
