開關(guān)電源基礎(chǔ) 電源啟動電路

BOSHIDA電源模塊 開關(guān)電源基礎(chǔ) 電源啟動電路

當(dāng)供電電源施加到一個復(fù)雜的電力系統(tǒng)時，整個過程必須以一種可以預(yù)測的順序進(jìn)行，這樣確保那些為保護(hù)功能而設(shè)計的電路在受到智能控制之前不能工作。換句話說，在控制電路正常工作之前，主開關(guān)必須保持關(guān)斷狀態(tài)。
真實的告解:在設(shè)計第一個集成式PWM控制芯片時，我們認(rèn)為已經(jīng)設(shè)計了所有需要的控制功能，并且在經(jīng)過初步測試后，也似乎證實了我們已取得了成功。但是在向選定的客戶發(fā)布第一批原型產(chǎn)品不久之后，我們收到了一個投訴，他稱雖然我們的芯片在實驗室中運行良好，但在將其用于具體的電源設(shè)計后，上電之后電源發(fā)生了爆炸。經(jīng)過進(jìn)一步的溝通，才知道他的系統(tǒng)開啟非常緩慢，當(dāng)芯片電壓稍微低于定時電路工作所需的電壓時，兩個輸出驅(qū)動器都開始工作。哎呦!我們不得不發(fā)明一個新的功能:欠壓鎖定(UVLO)，這個在現(xiàn)在看來是很自然不過的功能。而這個故事的寓意是，你永遠(yuǎn)測試不了所有的情況。
然而，現(xiàn)在的電源IC 已經(jīng)變得很智能了，這意味著設(shè)計者并不需要去考慮每一個新電源設(shè)計的啟動特性。在大功率的設(shè)計中通常會采用一個小的獨立輔助電源，并僅用于控制器和其他輔助功能，這就解決了啟動問題。如果這個“輔助電源”是包含在最初的總體成本和功率預(yù)算中，則可以大大緩解所有的電源管理問題。對于需要大量用戶接口的系統(tǒng)來說，一個特別的好處是能夠提供一個安全隔離輸出，這樣可以將整體功率控制器放置在隔離后的負(fù)載側(cè)，并以系統(tǒng)輸出地作為參考。
然而，對于中小功率的應(yīng)用來說，由于成本和復(fù)雜度所限，單獨的輔助電源是不可能的，一種通常用的智能啟動電路類似于圖8.19所示。

該電路假設(shè)控制器中具有UVLO和軟啟動功能，并且在軟啟動電容Css上的電壓開始充電之前，不會產(chǎn)生功率開關(guān)驅(qū)動信號，最開始由 Qss的鉗位延時來控制。因此，啟動順序是這樣的:母線電壓通過RSu的電流開始對Csu充電，隨著Csu上的電壓上升，它首先向控制器提供喚醒電壓，然后繼續(xù)充電直到它有足夠的電荷來提供驅(qū)動功率單元。此時，Css的鉗位被移除，允許PWM指令以窄脈沖(小的占空比)開始慢慢增大直到完全控制建立。此時，功率單元的操作由變壓器輔助繞組供電，以維持控制電路的運行，減少通過Rsu的電流消耗。
有多種故障情況可能與這個電路相互作用。短時間的掉電故障可以用來對軟啟動電容Css放電，或更長時間循環(huán)次數(shù)，而Csu放電的話會讓電路完全關(guān)閉，這樣會導(dǎo)致系統(tǒng)鎖死或定時重啟。
這個電路的一個顯著的問題是Rsu上消耗的功率，這在高 DC 母線電壓情況下可能變得相當(dāng)大，所以經(jīng)常使用一個限流耗盡型 FET 作為啟動開關(guān)。

審核編輯黃宇