開關(guān)電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用第4章ppt課件

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第4章 單片式開關(guān)電源,4.1 典型單片電源電路 4.2 同步整流技術(shù)的低電壓大電流電源 4.3 移動(dòng)電子設(shè)備電源 4.4 特殊開關(guān)電源,下一章,4.1 典型單片電源電路 單片開關(guān)電源LM25系列--可調(diào)五端單片開關(guān)電源LM2576ADJ LM2576ADJ為典型的一種單片電源電路，其基本技術(shù)參數(shù)如下：最大允許輸入電壓為45 V，額定輸出電壓范圍為4.75～40 V，反饋控制電壓為1.23 V，反饋電壓變動(dòng)范圍為1.217～1.243 V，最大輸出峰值電流為5.8 A，平均負(fù)載電流為3 A，開關(guān)頻率為52 kHz，效率為77%。,圖4-1 LM2576ADJ的內(nèi)部結(jié)構(gòu),2．LM2576ADJ的應(yīng)用,圖4-2 LM2576ADJ的典型應(yīng)用電路,,4.2 同步整流技術(shù)的低電壓大電流電源 同步整流技術(shù)是通過控制功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)整流功能的技術(shù)，一般驅(qū)動(dòng)頻率固定，在200 kHz以上，驅(qū)動(dòng)可以采取交叉耦合或外加驅(qū)動(dòng)信號配合死區(qū)時(shí)間控制來實(shí)現(xiàn)。由于成本較高，目前僅在技術(shù)含量較高的電源模塊中得到應(yīng)用。圖4-12為同步整流原理示意圖。,圖4-12 同步整流原理示意圖,4.2.1 UC3842控制的同步整流電路 圖4-13為使用它激式驅(qū)動(dòng)電路UC3842組成的5 V/10 A開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。其基本技術(shù)參數(shù)如下：輸入電壓為8～16 V；輸出電壓為5 V；最大負(fù)載電流為10 A；輸出端脈沖紋波峰值小于80 mV；輸入電壓、負(fù)載電流以及環(huán)境溫度在額定范圍內(nèi)變化時(shí)輸出電壓變動(dòng)小于2%；環(huán)境溫度為－10～+70℃；變換器頻率為120 kHz；在允許的輸入電壓范圍內(nèi)，負(fù)載電流最大時(shí)開關(guān)電源的平均效率為95%。,圖4-13 基于同步整流技術(shù)的電源電路,,MAX744A電源 MAX744A為電源管理集成電路系列產(chǎn)品之一，此類升/降壓變換器在寬負(fù)載電流變化范圍內(nèi)(從10 mA至額定電流)均有超過90%的效率，能有效地延長電池的使用壽命，還能根據(jù)負(fù)載電流值自動(dòng)改變工作模式:,① 在負(fù)載電流較大時(shí)，內(nèi)部穩(wěn)壓系統(tǒng)為PWM控制方式，以免儲(chǔ)能電感的高峰值電流引起分布電阻損耗； ② 在輕負(fù)載時(shí)，內(nèi)部穩(wěn)壓系統(tǒng)為PFM控制方式，以減小FET管柵極電荷損失，避免靜態(tài)電流消耗過大。 ③ 此外，有控制工作模式的集成電路也可使之固定于PWM控制模式，以避免紋波頻率隨負(fù)載電流變動(dòng)。,4.3 移動(dòng)電子設(shè)備電源,MAX744A為典型的PWM降壓變換器，工作頻率為159～212.5 kHz，以避開對通信設(shè)備第二中頻455 kHz的干擾。MAX744A集成電路允許輸入電壓為6～16 V，輸出穩(wěn)定的5 V電壓，負(fù)載電流達(dá)750 mA，靜態(tài)電源電流僅為1.7 mA。當(dāng)SHDN端呈現(xiàn)低電平時(shí)，內(nèi)部電路處于關(guān)斷狀態(tài)，關(guān)斷電流僅需6 μA。,MAX744A內(nèi)部具有振蕩器、觸發(fā)器、PWM比較器、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、輸出驅(qū)動(dòng)器以及P溝道FET開關(guān)管。其工作原理與前述降壓式開關(guān)電源基本相同，主要的區(qū)別是： (1) 內(nèi)設(shè)有過電流檢測電阻R，對開關(guān)管導(dǎo)通電流取樣。 (2) 內(nèi)設(shè)有軟啟動(dòng)控制電路，外接RC充電電路。接通電源瞬間，電容C兩端無電壓，軟啟動(dòng)控制端輸出低電平，該電平接入PWM比較器反相輸入端，使開機(jī)瞬間PWM比較器輸出為零，隨著C充電電壓上升，PWM電路輸出脈寬緩慢增大后，受控于誤差放大器的輸出。 (3) 內(nèi)設(shè)有供電電壓欠壓檢測電路。當(dāng)電池電壓低于下限允許值時(shí)，檢測比較器輸出高電平，通過非門關(guān)斷驅(qū)動(dòng)器的輸出脈沖。,MAX744A應(yīng)用電路如圖4-16所示。MAX744A內(nèi)設(shè)輸出電壓取樣分壓電阻，因此其輸出電壓為固定的5 V。,圖4-16 MAX744A應(yīng)用電路,,4.4 特殊開關(guān)電源 顯示設(shè)備的超高壓電源,圖4-22 PWM脈沖控制和保護(hù)系統(tǒng)電路,,