ACT30应用电路.doc

ACT30系列IC独立控制器及其应用时间：2009-07-17 09:24:19 来源：电源技术应用 作者：魏炜 李伟 高季荪 襄樊学 6)脉冲频率跳变 PFWM开关控制逻辑单元是依据输出负载电流大小按不同的模式工作的。在轻载下，VDD电压约为475V。由每个开关周期(最小导通时间为500ns)传输到输出端的能量，引起VDD稍微增加到高于475V，PFWM开关控制逻辑单元框能够检测出这种状态，并阻止VDD低于475V。这就导致在脉冲宽度固定而频率可变的情况下，产生一种脉冲频率跳跃作用。因为开关频率下降了，所以，使功耗降低，典型的系统待机功耗是015W。 7)输出短路打嗝 当输出端短路时，ACT30就进入打嗝模态工作。在这种状态下，辅助的供电电压减弱了。在每周期截止时间内，导通芯片检测器比较DRVl电压和68V电压，如果DRVl电压低于68V，则IC就不起动下一个周期，使辅助电压和VDD电压两者进一步下降，当VDD电压降低于335V时，电路则进入启动模式。 这种打嗝状态，一直持续到短路被排除为止。有这样的特性，使有效的工作比很低，短路电流很小。为确保IC容易地进入打嗝模式，变压器的绕制应使反馈和输出绕组间紧密耦合。绕制次序(从内到外)为初级绕组、输出绕组、反馈绕组。3 实用电路介绍 下面介绍采用ACT30构成的两种实用电路。 1)小功率开关电源(ACDC适配器)开关电源电路如图8所示。其输入电压为85265V，5060Hz，最大输出功率5W。输出电压Uout=5V05，输出电流Iout=0lA。开关频率65kHz。 电路工作详细说明如下： 输入交流电压通过VD1VD4、C1和C2、保险管F1、整流滤波。保险管F1是一种阻燃的可熔断型，防止故障状态，并满足安规故障测试要求。C1和C2满足2FW，所用电容值较小。电源频率输出纹波会增加，典型情况下，差模EMI(500kHz)也会增加。为满足EN55022BCISPR22B和FCCB传导EMC限额要求，由电容C1和C2及电感L1组成形滤波器。 接通电源，高压就加在变压器Tl的1脚上。然后，微小电流就通过电阻(R1+R2)给电容C3充电，而晶体管VT1作为一个射极跟随器，提升ACT30A的引脚3(DRVl)上的电压，IC内部调节器产生一个电压UDRV1=36V，(最大值为55V)加到ACT30A的1脚(FBVDD)，并通过R8给C5充电。当UDRV1增加到86V(VDD达到5V)该调节器电源的作用停止，而VDD则开始下降。由于ACT30A的内耗电流流过，当VDD电压降到低于475V时，IC就开始工作，驱动电流增加，利用C5中的能量去供给IC。当该输出电压达到调节点时，光耦(IC2)反馈电路就阻止VDD进一步下降。该变压器也可用输出绕组接替供电电容经过IC2的次级驱动VT1的射极。(R1+R2)的数值决定着启动时间。(R1+R2)也影响待机损耗，而C3在输出建立期间内(在这段时间输出绕组可能不会给C3足够的能量)还起驱动VT1基极的作用，这样(R1+R2)和C3的数值应该在待机损耗和输出建立时间及在最小输入电压下有满载输出之间进行权衡选择。 在输出建立期间，C5还用作ACT30A的电源。这样，它就应该储存足够的能量，以保证在最差的条件(在输入电压最小时满载输出)下也能建立起输出，(R8+C5)对整个回路工作的稳定性还起着极性补偿作用。C6是ACT30A的FBVDD脚对地的解耦电容器。VD6是对反馈绕组电压的整流二极管，R6是限流电阻，R6值大些会减少反馈绕组的损耗，提高效率。但它也不能太大，应该保证在待机状态有正常的输出。 Z1是稳压二极管，用来箝位C3上的电压，阻止它升得太高，(在满载状态)R10是用来控制回路增益，防止在输出建立期间，ACT30的FBVDD脚过冲电压，高于475V，进入破坏模态工作。 R7决定着VT1基极的驱动电流，因为VT1应该总是工作在饱和状态。(否则Uce会升高，功耗变大，VT1可能毁坏)即基极电流Ib应大于Ic。 VD7是VT1be结的反向二极管。如果R7较小会引起VT1深饱和，从而增加ACT30从导通转向截止时的时间间隔。(VT1的翻转时间)增加了过渡损耗。效率降低，EMI性能也变差。所以，在保证VT1工作在饱和状态，R7应该尽可能选大些。 VT1是该变换器的主开关元件，当ACT30切断时，它要承受直流高压，这里采用了所谓射极驱动的新型结构，取代基极驱动。所以，SOA(安全工作范围)从VCEO曾加到VCBO，可以用常规的NPN型W13003 TO一126封装的晶体管作为VT1。 吸收电路由R3、R4、R5、C4及VD5组成，由于变压器T1的漏感，在由导通过渡到截止期间，会产生高压尖峰信号。它会击穿VT1并引起EMI。所以，必须钳住该尖峰信号，以保护VT1，并得到较好的EMI结果，R3及R4取值小些，C4容量大些，会吸收较多的尖峰能量，并把它钳位到一个较低的电压，但又会增加待机损耗。VD5应选择快恢复或超快恢复二极管，当然，快速恢复二极管较便宜些。 VD8是次级整流二极管，应在最高环境温度下，按平均电流乘以正向压降。所产生的功率(温升)来考虑快恢复或超快恢复PN型二极管。由R17和C10组成的吸收电路。可以接在VD8两端，以改善EMI性能。 C7和C8是输出电容，要求选用等效串联电阻ESR低的铝电解电容器，满足输出电压和纹波电流要求。低通滤波器可由C7和C8及电感L2组成，可改善输出电压纹波及EMI性能。 输出电压(恒压CV型)可通过R12、R13及IC3的基准电压(UREF)来计算，R12、R13是精度为1的精密电阻，以保证输出电压的精度。反馈环由光耦IC2，R9a、R9b、VT2及电压基准IC3(典型情况为TL431)组成。IC2也作为变压器初级的隔离元件，它的电流传输比CTR(current transitionratio)为0816，可选B级PC817。R9a是用来控制回路增益，R0b维持VT2的偏流，IC3保证在所有状态的启动。 CV模式是由IC2、R9a、R9b及IC3、R12和R13来执行的，当输出电流未高出设置点，转换工作为CV模式，而输出电压等于VREF(1+R12R13)。 Ca