輸出電壓 - 單片機(jī)電源模塊的設(shè)計分析

? 3 路輸出電壓UO/V? 5? 7.5? 20
　　負(fù)載變化范圍/％? 20～100? 0～100? 100
　　負(fù)載調(diào)整率SI/％? ≤±1? －4～＋8? －3～＋6
　　3）采用電容耦合式同步整流技術(shù)，DC／DC電源變換器的效率高達(dá)88％；
　　4）能精確設(shè)定輸入線路的欠電壓、過電壓值；
　　5）具有輸出過載保護(hù)、開環(huán)保護(hù)和過熱保護(hù)功能。
　　圖3中，輸入端EMI濾波器由C1，L1和C2構(gòu)成。R1為欠電壓值／過電壓值設(shè)定電阻，所設(shè)定的UUV=33.3V，UOV=86.0V。R1還能自動減小最大占空比，防止磁飽和。R2為極限電流設(shè)定電阻，取R2=13.3kΩ時，所設(shè)定的漏極極限電流ILIMIT′=0.57ILIMIT=0.57×2.50A=1.425A。穩(wěn)壓管VDZ2可將漏極電壓箝位在安全范圍以內(nèi)。V1的等效柵極電容能給高頻變壓器提供最佳復(fù)位。
　　該電源以5V輸出作為主輸出，其他兩路輸出都是在此基礎(chǔ)上獲得的。由C11，R11，R12和MOS場效應(yīng)管V2及V1構(gòu)成5V主輸出的電容耦合式同步整流器。穩(wěn)壓管VDZ3起箝位作用。在沒有開關(guān)信號時，通過下拉電阻R13使V2關(guān)斷。儲能電感L2回掃繞組的電壓經(jīng)過VD4和C9整流濾波后，獲得20V輸出。高頻變壓器次級繞組（8－5）的電壓經(jīng)過VD3和C10整流濾波后獲得7.5V輸出。將6.8V穩(wěn)壓管VDZ4和二極管VD7反極性串聯(lián)后作為7.5V輸出的負(fù)載電阻，以改善空載穩(wěn)壓特性?？蛰d時輸出電壓一旦超過7.5V，VDZ4就被反向擊穿，利用VDZ4和VD2上的壓降可將輸出電壓箝制在大約7.5V上。正常工作時，輔助繞組的輸出電壓經(jīng)過VD6、C5整流濾波后給光耦合器PC357提供12～15V的偏壓。R5、VD8和C16組成軟啟動電路，能防止在啟動過程中輸出過沖。

　　該電源模塊的電源效率與輸入電壓的關(guān)系曲線如圖6所示。

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2.2.3??? 電路設(shè)計要點(diǎn)
　　1）采用雙極型功率開關(guān)管（VT）
　?。?）選擇雙極型開關(guān)管VT，要能承受較高的電壓并提供足夠的電流，其電流放大系數(shù)要足夠高。
　?。?）選擇R14以提供足夠大的基極電流，確保能夠開啟DC／DC電源變換器。
　?。?）選擇R16（典型值為10～20Ω）以限制在開關(guān)過程中產(chǎn)生的尖峰電流。
　?。?）推薦采用Fairchild公司生產(chǎn)的TIP29C型雙極型中功率開關(guān)管，其主要參數(shù)如下：集電極—發(fā)射極擊穿電壓UU（BR）CEO=100V，基極最大允許電流IBM=0.4A，最大集電極電流ICM=1A，集電極最大功耗PCM=30W，hFE=75倍，fT=3.0MHz。
　　2）采用功率MOSFET（V3）
　?。?）選擇R14以限制穩(wěn)壓管VDZ4和VDZ5的功耗。
　?。?）選擇R15以確保在輸入電壓低于28V時能關(guān)閉V3。
　?。?）選擇VDZ4的穩(wěn)壓值以防止在輸入電壓低于28V時開啟V3。
　?。?）注意，R14及R15的電阻值還影響到VDZ4的損耗。
　?。?）選擇VDZ5的穩(wěn)壓值以限制V3的最大柵－源電壓（典型值應(yīng)為15V）。
　?。?）推薦采用Philips公司生產(chǎn)的IRF530N型N溝道功率MOSFET。其主要參數(shù)如下：漏－源極擊穿電壓U（BR）DS=100V，最大漏極功耗PDM=79W，漏－源通態(tài)電阻RDS（ON）=80mΩ，跨導(dǎo)gFS=11S，導(dǎo)通時間tON=36ns，關(guān)斷時間tOFF=12ns。
3??? 結(jié)語
　　特種集成開關(guān)電源的種類很多，還可以設(shè)計LED驅(qū)動電源、地面數(shù)字電視播放（DVB－T）電源及電源適配器等新產(chǎn)品；而LinkSwitch系列高效率恒壓／恒流式三端單片開關(guān)電源、LinkSwitch－TN系列及DPA－Switch系列單片開關(guān)電源的問世，為實(shí)現(xiàn)中、小功率特種開關(guān)電源的優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造了有利條件。

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