新型智能功率開關IR4010及其應用
加入技術交流群
工作頻率=55KHz (輸入220VAC, 輸出24V 5A)
電網調節raquo;0%
負載調節 pound;0.2% (輸出電流 0-2.5A)
電源效率=85%
輸出紋波=150Mvp-p
測試結果表明,電路性能滿足設計要求.
5.電路特點分析
以上電源電路顯示了IR4010的主要技術特點,說明IR4010功率開關的利用價值.
（1）準諧振零電流接通
反激電源工作時,在功率管關斷的反激過程中,IDS為零.如果工作在不連續型,則功率管重新開通時IDS仍為零.IR4010關斷后,控制電壓下降沿降至1.45V時比較器反轉,經Tt延時后觸發功率MOSFET開通,此時為零電流開通.由此,消除功率MOSFET接通損耗,提高電源效率,功率管也更可靠.顯然,連續型工作狀態則不能實現零電流接通.嚴格說,零電流接通是由單端反激電路不連續工作狀態決定的.也可以說IR4010利用不連續工作的條件,才能正常運行.因為連續工作時IR4010控制電壓下降沿不可能降至1.45V,COMP2不能翻轉,MOSFET不接通.
（2）變頻工作控制
IR4010是變頻控制器件,電路工作原理類似自激式單端反激式電路.調節過程中,同時改變TON TOFF,頻率發生變化,高輸入電壓空載時工作頻率最高,低輸入電壓滿載時工作頻率最低.上述電源在220VAC輸入情況下,滿載頻率為55KHz而空載頻率為240KHz.這是IR4010電路一大優點,因為該電路在輕負載時濾波非常容易,而頻率調制(PFM)電路濾波卻極其困難.
（3）占空比調制
IR4010電路的變頻工作控制并非是脈沖頻率調制(PFM),實質上是占空比調制,因為TON . TOFF變化最終導致占空比( TON/(TON+TOFF ) )的改變.表2列出24V/2.5A電源占空比隨負載的變化情況.
這種調制方式與單端自激反激式電路極其相似.可以通俗地認為IR4010模仿了單端自激反激式電路工作模式.
4 小結
IR4010是一種新型智能功率開關,電路工作類似單端自激反激式電路.其主要特點是變頻工作控制,占空比調制以及零電流接通,準諧振工作,具有易于濾波,開通損耗小,效率高等優點.在小功率范圍具有良好的應用前景.
該器件尚未進入成熟的產品階段,器件的性能和可靠性有待進一步改善.有關的器件性能資料和設計應用資料很少.這樣,該器件的推廣應用受到了阻礙.
目前,IR4010功率開關有關資料少,本人對其工作原理的理解不妥之處請專家,讀者指正.
參考文獻
1.IR4010 SWITCHED MODE POWER SUPPLY IC DATASHEET IR 1999
2.MC33369-MC33374 HIGH VOLTAGE POWER SWITCHING REGALATOR MOTOROLA 1999
3.TOP 221-227 TPPSWITCH-II FAMILY-THREE-TERMINAL OFF-LINE PWM SWITCH POWER INTEGRATION,INC.1998
4.TN253-255 TINYSWITCH FAMILY-ENERGY EFFICIENT ,LOW POWER OFF-LINE SWITCHER. POWER INTEGRATION,INC.1999
評論