두 가지 작동 모드가 있는 단일 칩 스위칭 전원 공급 장치
단일 칩 스위칭 전원 공급 장치 집적 회로는 고집적, 고비용 성능, 가장 간단한 주변 회로, 최고의 성능 지표의 이점을 가지고 있으며 전원 주파수 변압기 없이 고효율 절연 스위칭 전원 공급 장치를 형성할 수 있습니다. 1990년대 중후반에 나온 이후 강한 생명력을 보였다. 현재 세계에서 중소형 전원 스위칭 전원 공급 장치, 정밀 스위칭 전원 공급 장치 및 전원 모듈의 개발을 위해 선호하는 집적 회로가 되었습니다. 그것으로 구성된 스위칭 전원 공급 장치는 동일한 전원의 선형 조정 전원 공급 장치와 비용면에서 동일하며 전원 공급 장치의 효율이 크게 향상되고 부피와 무게가 크게 감소합니다. 이는 새로운 스위칭 전원 공급 장치의 홍보 및 대중화를 위한 좋은 조건을 만들었습니다.
모놀리식 스위칭 전원 공급 장치의 특징
(1)TOpSWitch-II에는 오실레이터, 오류 증폭기, 펄스 폭 변조기, 게이트 회로, 고전압 전원 스위치 튜브(MOSFET), 바이어스 회로, 과전류 보호 회로, 과열 보호 및 파워 온 리셋 회로, 셧다운/오토-리스타트 회로가 포함됩니다. . 고주파 변압기를 사용하여 안전하고 신뢰할 수 있는 그리드에서 출력 단자를 완전히 분리합니다. 오픈 드레인 출력이 있는 전류 제어 스위칭 전원 공급 장치입니다. CMOS 회로의 사용으로 인해 장치의 전력 소비가 크게 줄어듭니다.
(2) 제어 단자 C, 소스 S 및 드레인 D의 3개 단자만 있으며 3단자 선형 레귤레이터와 유사하며 가장 간단한 방법으로 전원 주파수 변압기 없이 플라이백 스위칭 전원 공급 장치를 구성할 수 있습니다. 다양한 제어, 바이어스 및 보호 기능을 완성하기 위해 C와 D는 다기능 단자로 하나의 핀에 여러 기능을 구현합니다. 제어 단자를 예로 들면 세 가지 기능이 있습니다. ① 이 단자의 전압 VC는 온칩 션트 레귤레이터와 게이트 드라이버 스테이지에 바이어스 전압을 제공합니다. ②이 터미널의 현재 IC는 듀티 사이클을 조정할 수 있습니다. ③이 단자는 전원 분기로도 사용됩니다. 자동 재시작/보상 커패시터와의 연결 지점, 자동 재시작 주파수는 외부 바이패스 커패시터에 의해 결정되며 제어 루프가 보상됩니다.
(3) 입력 AC 전압의 범위가 매우 넓습니다. 220V±15% AC 전원은 고정 전압 입력의 경우 선택 사항이며, 85~265V의 광범위한 AC 전원을 장착하면 최대 출력 전력이 40% 감소합니다. 스위칭 전원 공급 장치의 입력 주파수 범위는 47~440Hz입니다.
(4) 스위칭 주파수의 대표값은 100KHz이며, 듀티비의 조정 범위는 1.7%~67%이다. 전원 공급 장치 효율은 약 80%, 최대 90%이며 이는 선형 통합 조정 전원 공급 장치의 거의 두 배입니다. 작동 온도 범위는 0-70도입니다. 칩의 최대 접합 온도는 Tjm=135도입니다.
(5) TOpSwitch-II의 기본 작동 원리는 전압 레귤레이션의 목적을 달성하기 위해 피드백 전류 IC를 사용하여 듀티비 D를 조정하는 것입니다. 예를 들어 어떤 이유로 스위칭 전원 공급 장치의 출력 전압 VOT가 발생하면 광 커플러 피드백 회로는 Ic↑→오차 전압 Vrt→D↓→Vo↓를 만들어 Vo가 변하지 않도록 합니다. 그 반대도 마찬가지입니다.
(6) 주변회로가 간단하고 비용이 저렴하다. 외부적으로는 정류 필터, 고주파 변압기, 1차 보호 회로, 피드백 회로 및 출력 회로만 연결하면 됩니다. 이러한 칩을 사용하면 스위칭 전원 공급 장치에서 발생하는 전자기 간섭도 줄일 수 있습니다.
모놀리식 스위칭 전원 공급 장치의 두 가지 작동 모드
모놀리식 스위칭 전원 공급 장치에는 두 가지 기본 작동 모드가 있습니다. 하나는 연속 모드 CUM(ContinuousMode)이고 다른 하나는 불연속 모드입니다.
두 모드의 스위칭 전류 파형은 Fig.
(a) 연속 모드 (b) 불연속 모드
DUM(불연속 모드). 이 두 모드의 스위칭 전류 파형은 각각 그림 (a)와 그림 (b)에 나와 있습니다. 연속 모드에서 1차 스위치 전류는 특정 진폭에서 시작하여 피크 값으로 상승한 다음 빠르게 0으로 돌아가는 것을 그림에서 볼 수 있습니다. 스위칭 전류 파형은 사다리꼴입니다. 이것은 연속 모드에서 고주파 변압기에 저장된 에너지가 각 스위칭 주기에서 완전히 방출되지 않기 때문에 다음 스위칭 주기에 초기 에너지가 있음을 보여줍니다. 연속 모드를 채택하면 1차 피크 전류 Ip와 유효 값 전류 IRMS를 줄이고 칩의 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 그러나 연속 모드에서는 1차측 인덕턴스 Lp가 증가해야 하므로 고주파 트랜스포머의 크기가 커집니다. 요약하자면 연속 모드는 작은 전력과 큰 크기의 고주파 변압기를 사용하는 TOPSwitch에 적합합니다.
불연속 모드의 스위치 전류는 0에서 피크 값으로 상승한 다음 0으로 떨어집니다. 이것은 고주파 변압기에 저장된 에너지가 각 스위칭 주기에서 완전히 방출되어야 하며 스위칭 전류 파형이 삼각형임을 의미합니다. 불연속 모드의 Ip 및 IRMS 값은 더 크지만 필요한 Lp는 더 작습니다. 따라서 출력 전력이 더 큰 TOPSwitch를 채택하고 크기가 더 작은 고주파 트랜스포머를 매칭하는 데 적합합니다.
