基于IRS2500S的反激式功放电源的研究

１ ＩＲＳ２５００Ｓ芯 片简介
１．１ ＩＲＳ２５００Ｓ管脚特 点 ＩＲＳ２５００Ｓ 是 ＩｘＰＦＣ功 率 因数校 正 控 制 ＩＣ，适
合 开关 模 式 电 源 （ＳＭＰＳ）、ＬＥＤ驱 动器 、荧 光及 ＨＩＤ 电子整 流 器 等 应 用 。该 控 制 器 可 在 采 用 临界 传 导 模 式 的升压 型功率 因数 校 正 或反 激 式 配 置 中操 作 ； 最 少导 通时 间非 常短 ，从 而为 通 用 输 入操 作 提 供 很 大 的功 率 因 数 校 正 输 入 范 围 。器 件 具 有 一 个 总 谐 波失真优化电路 ，可以降低线 电流谐波；此外 ，还具 备 高噪音 免疫 能力 ，有 助 于简 化设 计 和 降低 系 统 成 本 。ＩＲＳ２５００Ｓ采 用 ＳＯ一８封 装 ，具 备 以下 功 能特 点 ： 小 于 ５０ Ａ 的微 功率 启 动 电流 、２．５ ｍＡ静 态 电 流 ， 以及静 态与 动态过 压保 护 和过 流 保 护等 。 图 １是 ８ 引脚 ＩＲＳ２５００Ｓ内部 结构 图 。
脚 ，在芯 片 内部 则是 输 出采 样 电 压误 差 放 大 器 的输 电路 特性 ：
入 端 ；ＣＯＭＰ管 脚联 结 到输 出采样 电压 误 差 放 大 器 输 出端 和 积 分 器 的输 入 端 ，通 过 ＲＣ设 定 反 馈 环 速 度 ，决定 ＭＯＳＦＥＴ开通 时间 ，起 着 ＰＩ调 节器 的作用 ， 影 响 着 输 出 的 响 应 速 度 和 稳 定 ；ＶＤＣ 管 脚 为 Ｏｎ ｔｉｍｅ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ模块 提 供 相位 信 息 ；ＺＸ 管脚 通 过 复 线 绕组 ，测 定 电感 电 流 降为 ０的时 间 ；ＣＯＭ 管 脚 端
分析 。实验 结果表 明，该 功放 电源具有效率高 、输 出纹波小 、瞬时功率大、功率 因数高 等特 点。此 外，相 比于传 统 电源 ，该 电源
的大动态负载输 出更加稳定 ，更适于功放 电源的运 用场合。
关键词 ＩＲＳ２５００Ｓ 单周期控制 单端反 激武 功放 电源
中图法 分类 号 ＴＮ８６；
现 采用 一 种 基 于 ＩＲＳ２５００Ｓ芯 片 的 ＡＰＦＣ单 端 反 激式 变 换 电 路 。ＩＲＳ２５００Ｓ芯 片 运 用 单 周 期 控 制 技 术 ，将 输 入 信 号 变 换 成 ＰＷＭ 脉 冲信 号 ，然 后 用 ＰＷＭ 脉 冲信号 去 控 制 大 功 率 开 关 器 件 通／断 ，利 用 极 高频 率 的转 换 开 关 电路 来 放 大 音频 信 号 ，属 于 Ｄ 类 功放 电源 的范 畴 。ＩＲＳ２５００Ｓ本 身 是 ＰＦＣ芯 片 ，通 过 弱反 馈 的 反 馈 方 式 ，将 其 应 用 于 反 激 电路 中 ，来 适应 功 放 电源 的要求 。
第 ｌ３卷 第 ２５期 ２０１３年 ９月 １６７１— １８１５（２０１３）２５—７５３３—０５
科 学 技 术 与 工 程
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．２５ Ｓｅｐ． ２０１３
⑥ ２０１３ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
基 于 ＩＲＳ２５００Ｓ的反 激 式功 放 电源 的 研 究
江 欣 怡 史延 东
（西 ７１００７２）
摘 要 针对传统开 关电源运 用于功放场合 的缺 陷，设计 了一种基 于 ＩＲＳ２５００Ｓ芯 片的 ＡＰＦＣ（有源功 率 因数校 正）单端反激
式变换 电路。运用单周期控制技术 ，采用 弱反馈 方式，来适 应功放 电源 的指标要 求 ，最 后给 出 １００ Ｗ 样 机 的实验波形 及性 能
图 １ ８引脚 ＩＲＳ２５００Ｓ内部结构图
如 图 ，ＯＣ管脚 是 电 流误 差 放 大 器 的输 人 端 ，作
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科 学 技 术 与 工 程
１３卷
为 开关管 电流 检 测 端 兼 有 过 流 保 护 功 能 ；ＶＢＵＳ管
ｖｉＮ＝／ＩＮＲＩＮ
（１）
脚通 过 电 阻分 压 器 将 ＤＣ母 线 电压 信 号 输 入 此 管 式 （１）中 ，Ｒ 表 示 等效输 入 阻抗 ，根 据 Ｂｏｏｓｔ型变换
ＶｌＮ＝ ＶｏｕＴ（１～Ｄ） 合并式（１）、式 （２）
（２）
，ＩＮ：
ｎ ＩＮ
（３）
令 表示 输入采 样 电压 值 ，等 式 （３）两 边 同乘 输 入
电流采样 电阻 ：
文献 标志码 Ａ
开 关 电源虽 然 有 许 多 无 可 比拟 的优 点 ，但 在 功 率 放大 器 中 的 应 用 却 不 尽 人 意 。 其 原 因 主 要 包 括 … ：可 靠性 欠佳 ，价 格 偏 高 ；开 关 电源 的纹 波 干 扰 和 反应 速 度 对 音 质 也 有 影 响 。 因 为 开 关 电源 工 作 在 矩形 脉 冲状 态 ，其 谐 波 分 量 频 谱 极 宽 ，要 消 除 空 间电磁 场辐射 和输 出 电路 中残余 纹波 比较 困难 。 另 外 ，无 论 脉 冲频 率 调 宽 系统 还 是 脉 冲 频 率 调 制 ， 都 需要 经过 脉 冲变 压 器 磁 能 ，电 能 的相 互 转 换 ，才 能 实现 稳 压 作 用 。 因此 传 统 开 关 电 源 对 音 响供 电 时 ，削 顶失 真产 生 的波 形 畸变 必 然 会 影 响 功 率放 大 器 的性 能 。
２０１３年 ４月 ２４ 日收 到 第一作者简介 ：江欣怡（１９８９一 ），女 ，江苏常州 人 ，西北 工业大 学硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 ：电 力 电 子 与 电 力 传 动 。 Ｅ．ｍａｉｌ：１２４０２４８７２８
＠ ｑｑ．ｃｏｒ ｎ 。
通信作者简介 ：史延东 （１９６１一 ），男 ，陕西 西安人 ，西北 工业 大学 研究 生导师 ，副教授。研究方向 ：电力 电子与 电力传动 ，模 式识别 技 术 ，开关 电源设计 等。