开关电源的自启动方法和实现电路
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例:
稳压管D3稳压值12V,若T2开启电压2V,12V+2V=14V,可得到 14V-9V(UVLO)=5V滞环,电容缩小倍数为5V/400mA=12.5,体 积大大缩小。 问题:输入电压高时,电阻R1上的损耗大。
电力电子技术研究室
T1经R2、R3驱动导通,C1充电, 当达到芯片的欠压封锁电压时, 芯片开始工作。D Z2 限制栅极最 高电压。主电路稳定后,Na开始 提供能量,且T 2 导通,将D Z2 阴 极拉低至15V以下,T1 截止,关 断R1供电回路。 R1供电电路仅在主电路正常工作前提供能量,启动后,即被 T1切断,可选取较小阻值,以提供足够驱动电流。 为减小损耗,R2为MΩ级,通常由电阻串联。
开关电源自启动方法 及实现电路
许霁 邱玉 2012.03.24
电力电子技术研究室
一 自启动电路功能 1.开关电源结构
输入整流滤波 辅助电源 功率变换 驱动电路 控制电路 输出整流滤波 过压过流保护
时钟振荡电路
问题:
检测放大电路
当开关电源的输入高于直流20V时,不能直接供电 给控制芯片和功率开关。
电力电子技术研究室
一 自启动电路功能 2.自启动电路
自启动电路
在变换器正常工作之前,为控制、保护、驱动和显 示等电路提供稳定电压。
电力电子技术研究室
二 设计原则 1.性能要求
* 高可靠性 * 高稳定性 * 高效率 * 简单、轻巧、经济
2.分类
小功率 自举型启动电路
大功率
独立型启动电路
电力电子技术研究室
三 典型电路 1.自举型
电力电子技术研究室
2.独立型
(1)传统的线性电源
普通工频变压器降压后,经 过四只二极管全波整流,以 及两个电容的平滑滤波后加 到三端稳压的输入端。 这种设计中,工频变压器的体积往往足够大,以满足各种 安全规范中对绝缘和漏电的要求。它简单、可靠、方便, 具有低频隔离特性,在变压器不会影响到整个电源系统的 尺寸和造价的大功率电源系统中,这种辅助电源是一个不 错的选择。
电力电子技术研究室
(3)单片电源芯片 用的做成高性 能小功率辅助电源,且结构简洁, 成本低,性能稳定,制作及调试 方便,这种方法已得到广泛的应 用。 但多数单片开关电源使用光电耦 合器进行电流反馈,这在航空航 天电源上是不允许的。
电力电子技术研究室
上电后,电容C通过电阻R充电,达到PWM芯片的欠压封锁 (UVLO)门限电压时,芯片工作。电容储量提供控制电路和开 关管所需能量,至主电路工作稳定,辅助绕组通过D1供能。 稳压管D2防止电压过高损坏芯片,稳压范围通常是12~18V。
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注意事项:
* PWM芯片具有迟滞特性的欠压封锁功能(UVLO); * 满足电路开启速度的前提下,R阻值尽量大,减小损耗; * 电容C的容量足够大。 在启动时间内,电容电压下降值需小于比滞环压差,否则 PWM芯片将恢复到欠压锁定状态,电容再次充电,导致周 期性的启动。
供电电流(mA) 约50 (PWM芯片33+栅极驱动10 +其他5) 启动时间(ms) 滞环压差(mV) 10 400
C
Q I t 1.25mF U U
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三极管T1和MOSFET(T2)最初均 处于关断状态,当电容C电压达 到稳压管D3设定的值后, MOSFET导通,且此后会一直处 于导通状态,三极管T1也随之导 通,向芯片供电。
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(2)电容隔离型
用两只无极性高频电容直接从输 入电网电压中取得低频脉动电压, 并串联电阻限流,经过二极管全 波整流后输入集成稳压器。 并联稳压二极管用于防止浪涌电 压损坏集成稳压器。
与上一种方案相比,该方案省去了工频变压器,减小了体 积和重量。但输入输出失去了高频隔离效果,主电路和辅 助电源共地困难。