電源規(guī)格確定后,將進入設(shè)計的第2個步驟“控制用電源IC的選擇”。
為什么是“IC的選擇”呢?近年來電源電路的設(shè)計上一般會利用電源用IC(電源廠商可能不同),除了擁有非常優(yōu)秀的控制性能外,還會搭載各種保護功能,因此設(shè)計簡略不復(fù)雜,對安裝面積等反而有利。
在這里,以設(shè)計PWM方式的反激型AC/DC轉(zhuǎn)換器為例,具體設(shè)定電源規(guī)格,以及決定支持該規(guī)格的電源IC。
<AC/DC PWM方式反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計方法>
絕緣型反激式轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)
開關(guān)AC/DC轉(zhuǎn)換
反激式轉(zhuǎn)換器的特征
反激式轉(zhuǎn)換器的工作和緩沖
不連續(xù)模式與連續(xù)模式
設(shè)計步驟
電源規(guī)格的決定
設(shè)計使用IC的選擇
絕緣型反激式轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計
變壓器設(shè)計(數(shù)值計算)
變壓器設(shè)計(構(gòu)造設(shè)計)-其1
變壓器設(shè)計(構(gòu)造設(shè)計)-其2
主要部件的選定-MOSFET相關(guān) 其1
主要部件的選定-MOSFET相關(guān) 其2
主要部件的選定-CIN和緩沖
主要部件的選定-輸出整流器和Cout
主要部件的選定-IC的VCC相關(guān)
主要部件的選定-IC的設(shè)定、其他
EMI對策及輸出噪聲對策
基板布局例
總結(jié)
電源的規(guī)格是“設(shè)計開始的最低限度規(guī)格”的項目的基礎(chǔ)山個,設(shè)定一般的條件。此外,也寫下根據(jù)該條件選擇IC時有哪些注意事項。
電源規(guī)格范例 | IC選擇的要點 | |
---|---|---|
?輸入電壓:85~264VAC | ? | 廣泛輸入支持的電源方式 |
?輸出:12VDC±5% / 3A36W | ? | 外置輸出功率晶體管 |
?輸出紋波電壓:200mVp-p | ? | 電流模式型 |
?絕緣耐壓:一次側(cè)-二次側(cè)間 3kVAC | ? | 由光耦合器反饋控制 |
?工作溫度范圍:0~50℃ | ? | 工作保證溫度范圍:-40~85℃ |
?效率:80%以上 | ? | 開關(guān)方式 |
?無負載時輸入功率:0.1W以下 | ? | 內(nèi)置啟動電路、低功耗型 |
?輸入電壓:85~264VAC
預(yù)設(shè)輸入規(guī)格能支持全球各國要求。IC則挑具有大范圍的耐壓能力且性能佳的產(chǎn)品。
?輸出:12VDC±5% / 3A36W
輸出電壓為工業(yè)設(shè)備一般使用的總線電壓12V,精度通常為±5%。輸出電流為3A,雖然可以選擇內(nèi)置開關(guān)用晶體管型IC,但為了理解基本構(gòu)造,推薦外置開關(guān)用的功率MOSFET。
?輸出紋波:200mVp-p
輸出紋波為標準等級。著重在能降低紋波的電流模式所使用的控制IC。
?絕緣耐壓:一次側(cè)-二次側(cè)間 3kVAC
除了變壓器外,為了反饋控制以穩(wěn)定輸出電壓,必須裝設(shè)將二次側(cè)電壓(輸出電壓)返回一次側(cè)的線路,而該線路也必須能夠絕緣。反饋電路會使用光耦合器來絕緣。
?工作溫度范圍:0~50℃
工作溫度范圍為設(shè)備一般規(guī)格即可。為了達到該標準,應(yīng)選擇溫度范圍更大的IC和部件。
?效率:80%以上
這也算是一般常見的效率。有的DC/DC轉(zhuǎn)換器會要求效率超過90%,但AC/DC轉(zhuǎn)換器雖然還有改善的空間,不過效率依然達到80%,并未因此而偏低。為了達到該效率,必須采用開關(guān)方式的AC/DC轉(zhuǎn)換電路。
?無負載時輸入功率:0.1W以下
為了達到其目標值,必須采用能保持低功耗的控制IC才行。
而在尋找可以實現(xiàn)電源規(guī)格目標的IC時,也要先了解AC/DC轉(zhuǎn)換的方式和特征、市場流通的控制用IC種類和功能。乍看之下非常復(fù)雜,不過只要決定好變壓器方式,之后就簡單許多了。此次采用PWM方式的反激式轉(zhuǎn)換器,因此在尋找IC時,會先鎖定能組成反激式轉(zhuǎn)換器的IC。其次,依照采用PWM方式、符合輸入范圍和輸出規(guī)格的順序來尋找IC??梢郧巴鵌C廠商的web網(wǎng)站上限定條件進行搜尋,記得多加利用。
以下為能夠?qū)崿F(xiàn)該電源規(guī)格的電源IC。
BM1P061FJ:AC/DC用 PWM 控制器IC
特點
PWM頻率65kHz
電流模式方式
輕負載時突發(fā)脈沖工作、降頻功能
內(nèi)置650V啟動電路
VCC引腳低電壓保護、過電壓保護
CS引腳開路保護
CS引腳Leading-Edge-Blanking功能
每周期過電流限制功能
過電流限制AC校正功能
軟啟動功能
2次側(cè)過電流保護電路
還有跳頻功能
使用BM1P061FJ的絕緣型反激式轉(zhuǎn)換器電路
BM1P061FJ是AC/DC轉(zhuǎn)換器用的PWM控制器IC,能構(gòu)筑絕緣型的反激式轉(zhuǎn)換器。IC特點如上所述,但此次設(shè)計范例的規(guī)格中使用該款I(lǐng)C,主要是因為其屬于采用內(nèi)置650V耐壓啟動電路的電流模式,能充分支持整流264VAC的DC電壓的PWM方式開關(guān)電源用IC,搭載啟動電路和輕負載時開關(guān)降頻功能、節(jié)能且高效率還有BM1PXXX系列產(chǎn)品陣容豐富,在設(shè)計途中變更規(guī)格也容易等諸多優(yōu)點。
此外,也列出構(gòu)筑反激式轉(zhuǎn)換器時的基本電路。如圖片所示,IC集成化高,因此外置部件非常少。關(guān)于IC的詳細數(shù)據(jù)可以參照技術(shù)規(guī)格。
那么,設(shè)定好決定好能實現(xiàn)電源規(guī)格的IC后,推薦再稍微重溫一下AC/DC轉(zhuǎn)換,之后再開始進行設(shè)計。
審核編輯黃宇
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