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曼联巴萨2019:VIPer100-E SMPS初級IC

時間:2019-10-6, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

瓦伦西亚曼联 www.rxlibr.com.cn 描述
Viper100-E采用Vipower M0技術制造,在同一個硅片上結合了一種先進的脈寬調制電路和一種優化的高壓垂直功率mosfet(620V/3A)。
典型的應用包括離線電源,其二次電源容量在寬范圍條件下為50W,在單范圍或雙倍配置下為100W。它與一級或二級調節回路兼容,盡管與離散解相比,使用的成分減少了約50%。突發模式操作是該設備的一個附加功能,提供在無需額外組件的待機模式下操作的能力。

引腳說明
漏極引腳(集成功率mosfet漏極):
集成功率mosfet漏極管腳。它通過一個集成的高壓電流源在啟動過程中提供內部偏置電流,該電流源在正常運行過程中關閉。該設備能夠在正常工作期間處理未截獲電流,確保對電壓浪涌、PCB雜散電感的自我?;?,并允許低輸出功率的無緩沖操作。
源引腳:
功率mosfet源引腳。一次側電路公共接地連接。
VDD引腳(電源):
此引腳提供兩個功能:
對應于電路控制部分的低壓電源。如果V低于DD
8V,啟動電流源被激活,輸出功率mosfet被關閉,直到V電壓達到11V。在此階段,內部電流消耗降低,V引腳產生約2mA的電流,comp引腳對地短路。之后,電流源關閉,設備嘗試通過再次切換來啟動。
該引腳還連接到誤差放大器,以便進行一次和二次調節配置。在一次調節的情況下,采用內部13V微調參考電壓,使電壓保持在13V;二次調節時,通過變壓器設計,在V引腳上施加8.5V~12.5V的電壓,使跨導放大器的輸出保持在較高的狀態。comp管腳作為恒流源,可以很容易地連接到光耦的輸出端。注意,由于調節回路故障引起的任何過電壓仍由誤差放大器通過V電壓檢測,電壓不能超過13V。輸出電壓將略高于標稱電壓,但仍處于控制之下。
補償銷
此引腳提供兩個功能:
它是誤差跨導放大器的輸出,允許連接補償網絡,以提供調節回路所需的傳輸功能。它的帶寬可以很容易地調整到需要的值與通常的組件值。如上所述,二次調節配置也通過comp pin實現。
當comp電壓低于0.5v時,電路關閉,功率mosfet的占空比為零。此功能可用于關閉轉換器,并由調節回路(無論配置如何)自動激活,以在輸出功率可忽略或負載打開的情況下提供突發模式操作。
引腳說明
OSC引腳(振蕩器頻率)
一個R-C網絡必須連接在上面才能定義開關頻率。請注意,盡管r與v連接,但對于從8v到15v的v,不會發生顯著的頻率變化。當連接到外部頻率源時,它還提供同步能力。

典型電路4典型電路 帶輔助電源反饋的離線電源

帶光耦反饋的離線電源

操作說明
電流模式拓撲:
與Viper100-E中集成的電流模式控制方法一樣,電流模式控制方法使用兩個控制回路-一個內部電流控制回路和一個外部電壓控制回路。當功率mosfet輸出晶體管打開時,用sensefet技術監測電感電流(變壓器的初級側),并將其轉換成與該電流成比例的電壓v。當V達到V(放大輸出電壓誤差)時,電源開關關閉。因此,外部電壓控制回路定義了內部回路通過電源開關和變壓器的一次繞組調節峰值電流的水平。
由于電流模式控制固有的輸入電壓前饋特性,確保了良好的開環直流和動態線路調節。這將改善線路調節,對線路變化進行瞬時校正,提高電壓調節回路的穩定性。
電流模式拓撲也確保了在短路情況下的良好限制。在第一階段,輸出電流隨調節回路的動態而緩慢增加。然后達到內部設置的最大限制電流,最后由于V上的電源不再正確而停止。對于特定應用,可以通過外部限制comp引腳上的電壓偏移來覆蓋內部設置的最大峰值電流。集成消隱濾波器在集成功率mosfet通電后短時間內抑制了pwm比較器的輸出。該功能可防止由于一次側電容或二次側整流器反向恢復時間引起的電流尖峰而導致開關脈沖異?;蜆韁罩?。

操作說明

一旦功率低于這個極限,輔助二次電壓就開始增加,超過13V的調節水平,迫使跨導放大器的輸出電壓處于低狀態(V<V)。這種情況導致關機模式,電源開關保持在斷開狀態,導致丟失周期和零占空比。一旦v回到調節水平并達到v閾值,設備再次運行。上述循環無限期地重復,提供了在正常工作時有效占空比遠低于最小占空比的突發模式。等效開關頻率也低于正??仄德?,從而降低了輸入主電源線的損耗。此操作模式允許Viper100-E在待機模式下工作時,滿足德國新的“藍色天使”標準,系統總功耗小于1W。輸出電壓保持在正常水平,與突發模式對應的低頻紋波。這種紋波的幅度很小,因為在這種情況下,輸出電容和輸出電流都很低,當功率恢復到高于p的水平時,正常工作就會自動恢復。COMP康普斯DD康普斯斯比
高壓啟動電流源5.3高壓啟動電流源
集成高壓電流源在啟動階段提供來自漏極引腳的偏置電流。該電流部分被內部控制電路吸收,內部控制電路進入待機模式,降低了功耗,并提供給連接到V引腳的外部電容器。一旦該引腳上的電壓達到uvlo邏輯的高電壓閾值v,設備就變為激活模式并開始切換。啟動電流發生器關閉,轉換器通常應通過變壓器的輔助繞組在V引腳上提供所需電流
如果出現異常情況,輔助繞組無法向V引腳提供低壓電源電流(即轉換器輸出短路),外部電容器將放電至低閾值電壓VOF(UVLO邏輯),裝置將回到內部電路處于非活動狀態待機模式,啟動電流源被激活。變頻器進入無休止的啟動循環,啟動占空比由Viper100e試圖啟動時的充電電流與放電電流之比確定。該比率通過設計固定為2A到15A,在230VRMS輸入電壓下,該比率提供12%的啟動占空比,而啟動時的功耗約為0.6W。DDDDOFF
這種低值啟動占空比可防止短路時對輸出整流器和變壓器施加應力。
當設備開始切換時,V引腳上的外部電容器C必須根據轉換器啟動所需的時間進行調整。這個時間t取決于許多參數,其中變壓器設計、輸出電容、軟啟動特性以及在comp管腳上實現的補償網絡。以下公式可用于定義所需的最小電容器:VDDDDSS

電氣過應力強度

由于強烈的輸入電壓浪涌或閃電,毒蛇可能會承受過大的電應力。在大多數情況下,遵循布局考慮足以防止災難性損壞。然而,在某些情況下,通過變壓器輔助繞組耦合的電壓浪涌可能超過V引腳絕對最大額定電壓值。此類事件可能觸發V內部?;さ緶?,該電路可能會被V大容量電容器的強放電電流損壞??梢允迪種興鏡募虻c濾波器,以提高應用程序對此類浪涌的免疫力。
輸入電壓浪涌?;?br />布局考慮
一些簡單的規則保證了開關電源的正確運行。它們可以分為兩類:
–最小化電源回路:必須仔細分析開關電源電流,相應的路徑必須盡可能小的內環區域。這避免了輻射電磁兼容噪聲,通過磁耦合傳導電磁兼容噪聲,并通過消除寄生電感提供了更好的效率,特別是在二次側。

–對低電平和功率信號使用不同的軌道:信號和功率混合引起的干擾可能導致設備在出現劇烈的功率浪涌(輸入過電壓、輸出短路…)時出現不穩定和/或異常行為。
對于毒蛇,這些規則如所示適用
–回路C1-T1-U1、C5-D2-T1和C7-D1-T1必須最小化。
–C6必須盡可能接近T1。
–信號部件C2、ISO1、C3和C4使用直接連接到設備電源的專用軌道。

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