Alimentation à découpage monopuce avec deux modes de fonctionnement
Le circuit intégré d'alimentation à découpage à puce unique présente les avantages d'une intégration élevée, de performances de coût élevées, du circuit périphérique le plus simple, du meilleur indice de performance et peut former une alimentation à découpage isolée à haut rendement sans transformateur de fréquence de puissance. Après sa sortie au milieu des années 1990, il a fait preuve d'une forte vitalité. À l'heure actuelle, il est devenu le circuit intégré préféré pour le développement d'alimentations à découpage de moyenne et petite puissance, d'alimentations à découpage de précision et de modules d'alimentation dans le monde. L'alimentation à découpage qui en est composée a un coût équivalent à l'alimentation régulée linéaire de même puissance, tandis que l'efficacité de l'alimentation est considérablement améliorée et que le volume et le poids sont considérablement réduits. Cela a créé de bonnes conditions pour la promotion et la vulgarisation de nouvelles alimentations à découpage.
Caractéristiques de l'alimentation à découpage monolithique
(1)TOpSWitch-II comprend un oscillateur, un amplificateur d'erreur, un modulateur de largeur d'impulsion, un circuit de porte, un tube de commutation d'alimentation haute tension (MOSFET), un circuit de polarisation, un circuit de protection contre les surintensités, une protection contre la surchauffe et un circuit de réinitialisation de mise sous tension, un circuit d'arrêt/de redémarrage automatique . Il utilise un transformateur haute fréquence pour isoler complètement la borne de sortie du réseau, ce qui est sûr et fiable. Il s'agit d'une alimentation à découpage commandée en courant avec une sortie à drain ouvert. En raison de l'utilisation de circuits CMOS, la consommation d'énergie de l'appareil est considérablement réduite.
(2) Il n'y a que trois bornes : la borne de commande C, la source S et le drain D, qui sont comparables à des régulateurs linéaires à trois bornes et peuvent former une alimentation à découpage flyback sans transformateur de fréquence industrielle de la manière la plus simple. Afin de compléter une variété de fonctions de contrôle, de polarisation et de protection, C et D sont des terminaux multifonctionnels, réalisant une broche avec plusieurs fonctions. En prenant la borne de commande comme exemple, elle a trois fonctions : ①La tension VC de cette borne fournit une tension de polarisation pour le régulateur shunt sur puce et l'étage de commande de grille ; ②Le courant IC de ce terminal peut ajuster le rapport cyclique ; ③Cette borne est également utilisée comme branche d'alimentation. Le point de connexion avec le condensateur de redémarrage/compensation automatique, la fréquence du redémarrage automatique est déterminée par un condensateur de dérivation externe et la boucle de contrôle est compensée.
(3) La plage de tension alternative d'entrée est extrêmement large. L'alimentation CA 220 V ± 15 % est facultative pour l'entrée de tension fixe, si elle est équipée d'une alimentation CA étendue de 85 ~ 265 V, la puissance de sortie maximale sera réduite de 40 %. La plage de fréquence d'entrée de l'alimentation à découpage est de 47 ~ 440Hz.
(4) La valeur typique de la fréquence de commutation est de 100 KHz et la plage de réglage du rapport cyclique est de 1,7 % à 67 %. L'efficacité de l'alimentation est d'environ 80 %, jusqu'à 90 %, soit près du double de celle de l'alimentation régulée intégrée linéaire. Sa plage de température de fonctionnement est de 0-70 degré La température de jonction maximale de la puce est de Tjm=135 degré .
(5) Le principe de fonctionnement de base de TOpSwitch-II consiste à utiliser le courant de retour IC pour ajuster le rapport cyclique D afin d'atteindre l'objectif de régulation de tension. Par exemple, lorsque la tension de sortie VOT de l'alimentation à découpage est causée par une raison quelconque, le circuit de rétroaction de l'optocoupleur créera Ic↑→tension d'erreur Vrt→D↓→Vo↓, de sorte que Vo reste inchangé. vice versa.
(6) Le circuit périphérique est simple et le coût est faible. En externe, il suffit de connecter le filtre de redressement, le transformateur haute fréquence, le circuit de protection primaire, le circuit de retour et le circuit de sortie. L'utilisation de telles puces peut également réduire les interférences électromagnétiques générées par les alimentations à découpage.
Deux modes de fonctionnement de l'alimentation à découpage monolithique
L'alimentation à découpage monolithique a deux modes de fonctionnement de base : l'un est le mode continu CUM (ContinuousMode) et l'autre est le mode discontinu.
Les formes d'onde de courant de commutation des deux modes de la Fig.
(a) mode continu (b) mode discontinu
DUM (Mode Discontinu). Les formes d'onde de courant de commutation de ces deux modes sont représentées respectivement sur la figure (a) et la figure (b). On peut voir sur la figure qu'en mode continu, le courant de commutation primaire commence à partir d'une certaine amplitude, puis monte jusqu'à une valeur de crête, puis revient rapidement à zéro. Sa forme d'onde de courant de commutation est trapézoïdale. Ceci montre qu'en mode continu, l'énergie stockée dans le transformateur haute fréquence n'étant pas entièrement libérée à chaque cycle de commutation, le cycle de commutation suivant a une énergie initiale. L'adoption du mode continu peut réduire le courant de crête primaire Ip et le courant de valeur efficace IRMS, et réduire la consommation d'énergie de la puce. Cependant, le mode continu nécessite une augmentation de l'inductance primaire Lp, ce qui conduira à une augmentation de la taille du transformateur haute fréquence. En résumé, le mode continu convient aux TOPSwitch avec une petite puissance et un transformateur haute fréquence de grande taille.
Le courant de commutation en mode discontinu monte de zéro à la valeur de crête puis redescend à zéro. Cela signifie que l'énergie stockée dans le transformateur haute fréquence doit être complètement libérée à chaque cycle de commutation et que sa forme d'onde de courant de commutation est triangulaire. Les valeurs Ip et IRMS en mode discontinu sont plus grandes, mais la Lp requise est plus petite. Par conséquent, il convient d'adopter TOPSwitch avec une plus grande puissance de sortie et un transformateur haute fréquence correspondant avec une taille plus petite.
