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设计使用IC的选择,PWM控制电源IC

来源:整理 时间:2022-04-07 18:39:52 编辑:华为40 手机版

电源适配器的工作原理是什么

设计使用IC的选择,PWM控制电源IC

电源适配器的工作原理是什么?♥电源适配器种类繁多,根据不同功率的和电压来选择适配,故称为电源适配器(Power adapter)。它是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备,一般由外壳、电源变压器和整流电路组成,按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型;按连接方式可分为插墙式和桌面式。广泛配套于电话子母机、游戏机、语言复读机、随身听、笔记本电脑、蜂窝电话等设备中。

★电源适配器主要分为开关电源和线性电源两种。1、开关电源是利用现代电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,电源适配器的开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM控制IC和MOSFET构成。其优点是工作效率高,体积小,可以在宽电压范围内工作;缺乏之处是对电源电路干扰较大,发生故障时检修难度较大。

这里本人以TOP224P为核心组成的开关电源为例来说一下。♥TOP224P开关电源芯片,这个系列的芯片在很多开关电源中也是比较常用的一种方案。它的内部是集成有开关管以及控制部分的,所以这个电路的外围结构比较简单,而且会降低整个开关电源的成本。不同型号之间它的外围电路会有一些区别,而且最大的输出功率也是有区别的,见下图所示。

这个电路使用的型号是TOP224,它的最大输出功率为45瓦,也是一个单端反击式的开关电源控制芯片。我们简单的了解一下它的工作过程,220伏的电压进入之后,经过保险FU3A,经过EMI电路,经过整流滤过之后,在滤波电容C1两端产生了约310伏左右的直流电,当然这个电压范围是宽电压输入的。IP1为TOP224的芯片,它对外有三个引脚,虽然只有三个引脚,但是它内部是集成了开关管,PWM控制以及保护和逻辑芯片。

电路的左边的D、S这两个引脚就是内部开封管的两个极,源极和漏极,右边的这个C为它的控制端,它的常用封装类似78系列的三端稳压器那种封装。以TEE22高频变压器为界,左边的电路及元器件是作为开关的,用来驱动这个变压器线圈工作,同样线圈上面的这两个元件为尖峰脉冲的吸收,但是这个电路使用的是一个VDZ1瞬态抑制的二极管,它的型号是P6KE200,也就是一个反向电压200V的TVS管,串联到下面的VDI二极管,这个型号是UF4005管,它的前缀为UF代表是一个超快恢复的二极管。

这电路因为有三个影响,所以它外围的功能是有复用的。高频变压器的右边后面的电路这一部分,为电压的采样,电压的采样就是光偶,当然这个地方没有使用431作为基准,而是使用了一个稳压二极管,型号为VDZ2(1N5241)二极管,它的稳压值为11V,所以说这个电源的电压输出精度可能会稍微差一些。辅助绕组线圈下端。

经过了VD3(1N4148)的整流经过C4滤波,经过光偶IC2(PC817)之后进入的前面芯片的控制角,也就是说这个控制角,除了要给这个芯片提供电源之外,它还可以通过这个引脚来控制最终的脉冲宽度,因为它是经过光偶的,光偶实际上是调节IC1它的电流来控制最终的输出的脉宽,来达到调节最终输出电压的目的。所以第3个引脚C它是一个复用引脚,除了供电以外也是一个调制控制端。

下面我们看一下其他元件的作用,首先来看电阻R3和电容C5,而C5电容接在了控制端,所以它的一方面作用是滤除后面的干扰高频信号的干扰,因为IC1这个芯片是,除了调制之外它是有供电的作用的,另外一方面这个电容与R3这个电阻对回路的控制进行补偿。在后面的光偶上面这个电阻R1是给光偶内部的二极管限流的,但是在它上面并联了一个电阻R2,这个R2电阻是相当于一个假负载的作用。

它的作用主要是在电源输出电压比较低,也就是带载比较轻的时候,提供一个假负载用来提高这个电压的调整率的。另外还有这个EMI电容,再一个就是共模线圈,它实际上是一个扼流圈,这个地方有一个外电容C7,这几个部分都是用来抑制干扰的,电源输入端的白色电容0.1μf250V,它是一个安规电容,它的作用主要是抑制差模的干扰,而电容C7是外电容使外电容它的作用主要是抑制共模的干扰,同时电路中的这个电感它的作用也是抑制共模干扰 。

安规电容它一般使用的是金属膜电容,而外电容C7一般使用的是瓷片电容,一般是高压的陶瓷电容(耐压值1500V容量为1000p)。2、所谓的线性电源是将市电AC220V的交流电经过变压器变压,达到需要配置的电气设备的输入工作电压,利用硅整流二极管(包括桥式整流、全波整流、半波整流)后,再经过滤波电解电容,将波纹系数比较大的脉动直流电滤波,得到未稳定的直流电压,而比较平滑的直流电,给三端稳压器或者用分离晶体管及其他辅助稳压元器件,这样让电源适配器要达到一定的高精度直流电压,给电气设备供电。

有一些要求高的适配器必需经过电压反馈电路调整输出电压。其优点是技术幼稚,电路简单,且没有开关电源具有的干扰与噪音;不过这种简单电路它的缺点多,没有电压反馈电路,它是工作在线性状态,所以晶体管的调整管的功耗大,转换效率低,因此它由于使用了线圈,故它的变压器体积和重量大,长时间工作内部温升高。以上为个人经验之谈,仅供提问者和今日头条有需要了解的阅读者们参考一下。

做ACDC电源时,你们都使用的什么芯片?使用多少频率控制?

设计使用IC的选择,PWM控制电源IC

做ACDC电源时,你们都使用的什么芯片?使用多少频率控制?♦不通则已,一通则通。现如今的AC-DC电源管理芯片种类繁多,要全部搞懂这些电源管理芯片,可以成为高级电子工程师了。前两年的悟空问答和今日头条中的电子高手已经到别个平台上去了。所剩无几的也非常不愿意回答这种问答题,其原因是心照不宣。作为对这种问答题略知一二的老者,本着对提问者的一种要求,简单就自己知道的一点点皮毛发表自己观点。

电源管理芯片其选型的基本原则是:电源管理芯片要被大家广泛使用验证过的,尽量少使用冷门、偏门芯片,以避免减少自制和开发的风险。AC-DC管理芯片分为隔离型和非隔离型;高性价比的原则在功能、性能、使用频率30~60KHz情况下,一般选择性价比比较高的电源芯片。曾经检测过我们公司的电子设计工程师的LED照明的DIP8脚,它属于高压启动和功率开关芯片(隔离型),工作频率为60KHz,输出DC电压为9~40V的电流模式的PWM控制方式;内置过温、过流、过压、欠压等保护。

功率为10w的SM7022芯片。它的输入电压为85VAC~265VAC,待机功耗小于120mW(220VAC时)检测。这种电源管理芯片的VDD的工作电压范围宽,很方便的应用于充电器领域,多功能的保护,保证了系统的可靠性。见下图所示♥其实,日常生活中接触的隔离式电源管理芯片最多的还是μc3842芯片比较多,它是一个性能很好的固定频率电流型控制器(芯片典型的振荡频率为52KHz),其中包括误差放大器、PWM比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定单元,其结构图如下图所示。

下图为μc3842集成电源模块在大家广泛使用的电瓶车充电器中的典型应用电路图。就上图所示,简单介绍一下其工作原理:220v交流电经T0双向滤波抑制干扰,D1整流为脉动直流,再经C11滤波形成稳定的300V左右的直流电。U1 为μc3842脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极,7脚为电源正极,6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1(K1358) 3脚为最大电流限制,调整R25(2.5欧姆)的阻值可以调整充电器的最大电流。

2脚为电压反馈,可以调节充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R1,和振荡电容C1。T1为高频脉冲变压器,其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用,以防触电。第三是为μc3842提供工作电源。D4为高频整流管(16A60V)C10为低压滤波电容,D5为12V稳压二极管, U3(TL431)为精密基准电压源,配合U2(光耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压的作用。

调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。D10是电源指示灯。D6为充电指示灯。 R27是电流取样电阻(0.1欧姆,5w)改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流(200-300 mA)通电开始时,C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经R5、C8、C3,达到U1的第7脚。

强迫U1启动。U1的6脚输出方波脉冲,Q1工作,电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压,经D3、R12给U1提供可靠电源。T1输出线圈的电压经D4、C10整流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D7(D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用)给电池充电。第二路经R14、D5、C9、为LM358(双运算放大器,1脚为电源地,8脚为电源正)及其外围电路提供12V工作电源。

D9为LM358提供基准电压,经R26、R4分压达到LM358的第二脚和第5脚。正常充电时,R27上端有0.15~0.18V左右电压,此电压经R17加到LM358第三脚,从1脚送出高电压。此电压一路经R18,强迫Q2导通,D6(红灯)点亮,第二路注入LM358的6脚,7脚输出低电压,迫使Q3关断,D10(绿灯)熄灭,充电器进入恒流充电阶段

当电池电压上升到44.2V左右时,充电器进入恒压充电阶段,输出电压维持在44.2V左右,充电器进入恒压充电阶段,电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA—300mA时,R27上端的电压下降,LM358的3脚电压低于2脚,1脚输出低电压,Q2关断,D6熄灭。同时7脚输出高电压,此电压一路使Q3导通,D10点亮。

文章TAG:ICPWM电源设计控制

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