采用光電耦合器可變高壓電源電路設計

　　現在有很多固定電壓開關模式電源（SMPS），將幾個這樣的電源串聯起來還可實現更高的固定電壓。為了從SMPS或基于傳統變壓器的電源獲得可調輸出，需要用到線性調節器或開關模式降壓轉換器。對于降壓轉換器，可使用MOSFET或IGBT作為開關元件。通常，高側開關會使用自舉IC或脈沖變壓器。市場上很少有驅動MOSFET的光電耦合器。由于它們無法提供足夠的電流來對柵極電容快速充電，這些光電耦合器主要用于驅動低頻MOSFET開關，例如固態繼電器。

　　電路原理：開關穩壓器中使用了光電耦合器（VOM1271），該耦合器具有一個內置的快速關斷器件。如果將200pF柵極電容連接至IC2，則開關時間（ton與toff）分別為53μs和24μs。有鑒于此，降壓轉換器選擇了2kHz的開關頻率。此處選用了德州儀器（TI）的TL494（IC1）作為脈沖調制控制器?？紤]到柵極閾值電壓（VGS（th））、總柵極電荷（Qg）、漏源電壓（VDS）及漏極電流（ID）等因素，本例使用了AOT7S60 MOSFET作為開關元件。由于VOM1271能夠提供約8.4V的電壓，VGS（th）應遠低于該值；Q1的VGS（th）為3.9V，當電壓為8.4V時，可實現良好的導通性能。IC2無法提供更多電流（通常為45μA）。為確保開關速度并降低開關損耗，柵極電荷應保持低值。MOSFET的Qg為8.2nC。在根據圖所示進行整流和濾波后，采用降壓線路變壓器輸出測試降壓轉換器。輸出電壓通過可變電阻器R1在5V～70V范圍內連續可調。