技術分享:開關電源中的輔助電源系統及其設計
第四種方法:用單片電源芯片,如Topswitch或Tinyswtich系列芯片,可以方便的做成高性能小功率的輔助電源。圖5是topswitch 芯片在單端反激式單片開關電源中的典型應用。
圖 5 Topswitch在單端反激式單片開關電源中的應用
Topwitch 器件集PWM信號控制電路及功率開關場效應管于一體,內部集成了自啟動電路,所以只要配以少量的外圍元器件,就可以構成一個電路結構簡潔、成本低、性能穩定、制作及調試方便的單片開關電源,作為電源系統中的輔助電源。這種方法已得到廣泛應用。
(2)非獨立型:由主變換器高頻變壓器輸出的一部分構成輔助電源。主要用于中小功率電源系統,有利于減小整個電源的體積,實現小型化,節約成本。特點是輔助電源與主變換器二者的工作狀態互相制約。如果輔助電源不給控制電路供電,主變換器將不工作。而當主電路不工作,輔助電路也隨之關閉。所以在電源的啟動階段需要一些方法給控制電路提供能量,然后過渡到正常的工作狀態。
第一種啟動方法:啟動時直接由直流輸入端提供起動電壓,如圖6。
圖6 啟動電壓由直流輸入線提供這是一個由UC3842構成的反激式小型開關電源,它的輔助電源由主變換器變壓器一個繞組提供。在啟動階段,由直流輸入端經過電阻分壓后加到UC3842的供電端(7端),給電容C2充電,等到UC3842的7腳電壓超過16V時,芯片起振,PWM信號產生,變換器工作,輔助電源電壓開始建立。但由于限流電阻RIN的作用,有可能使得芯片7腳電壓降低至10V而使得芯片停止工作。之后主電路又通過RIN電阻給UC3842芯片供電,芯片工作。如此反復,直至芯片正常工作所需的輔助電源電壓建立后,電源才正常工作。
第二種啟動方法:脈沖發生電路構成啟動電路,如圖7所示。啟動時由D1、C4、R4、R5和Q組成的脈沖發生電路來驅動Mosfet功率管,主變換器工作,C6、C7上的電壓開始增加,直至輔助電源建立后,電源的控制芯片就開始工作。其產生的PWM信號通過脈沖變壓器T1驅動Mosfet,此時由于脈沖變壓器T1副邊上的電壓幅度增大,雙向觸發二極管DIAC關閉,脈沖發生電路停止工作,起動過程結束,整個電源開始正常工作。
圖7 脈沖發生電路構成啟動電路
3 開關電源中的輔助電源設計的原則
雖然輔助電源所需要輸出功率不大,但它是開關電源中的非常重要的組成部分,將影響到整個電源的性能。開關電源正向著輕、小、薄、高可靠、高穩定、高效率和智能化的方向發展,應根據整個開關電源系統的規格要求來選擇合適的輔助電源系統,首先在滿足可靠性的前提下,設計簡單、輕巧和經濟的輔助電源。
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