使用Topswitch系列单片机控制开关功率利用率

近20年来,开关电源的发展方向沿著两种。第一个是核心要素的开关电源控制电路实现一体化。第二个方向是为中、小功率开关电源单片机实现。单片机集成电路开关电源,具有高集成度高、成本低、电路简单、性能最佳的效能指数可以构成,没有隔离变压器开关电源等。目前已成为国际发展、小功率开关电源,电源、精度和特殊的开关电源模块选择的集成电路。目前,单电源已经形成了十几个系列,数百种产品。又总是一个开关效率的关注。本文提出了自己的见解。
   
    1 Topswitch芯片的开关电源的应用
   
    摘要20世纪70年代以来,一波电源频率、小型化、模块化的潮流。从而大大加强了单片机控制开关电源。此电源为200以下,相较于其他电路、应用Topswitch系列电路相对简单的设备、体积小、重量轻、自保护功能齐全,款式很方便。此外,TOPSwitch装置对散热器,还需要节省成本。它的使用PWM控制器和电源开关管连接在大功率MOSFET内管壳,附件,它是极其短暂的消除高频辐射、提高供电,减少了电磁兼容性能的PCB布局和输入设备。公共汽车瞬态
   
    TOPSwitch -ⅡTOPSwitch改善,第一代产品模型,该装置在性能上有了很大的改进。它将是一个单一的输入电压的力量来改善,从detachable一只emc也得到了增强,并具有较高的性能价格比和权力的体积和重量减少。因为它是功率MOSFET 700钒、振动、高压开关电流流动和热,集成电路设计和它的突破,提供了一种有效的设计中,电源开关,目前有偏见和自我保护,这样的线性转换器装置采用排水口的输出。
   
    第三代TOPSwitch - FX系列产品是一种五结束单片机集成电路开关电源,它通过“跳”的技巧。定期在开关电力负荷是非常轻,开关电源至少占空比(Dmin = 1.5provided过负荷下的输出功率电源,TOPSwitch -外汇用来跳过工作周期,以进一步降低,而且提高功率输出的电压负荷的光稳定性。该方法可以等价于1.5or更多这样的固定先),然后用低脉冲频率调制(烤瓷)轻负荷调整半的价值。所以,根据负载变化的开关电源能够正常工作,跳过循环,无其他控制的自动转换。如果你不需要跳过周期,可在功率输出端连接到最低RLmin负荷,作出更大的1.5min D占空比。使用跳过循环模型不仅能够得到非常低功率输出,而且可以降低噪声电压。
   
    TOPSwitch——第四代前所未见的产品。它使用相同的拓扑电路TOPSwitch高功率MOS - FET、脉宽调制控制、自动保护和其他控制电路,单片机芯片,将努力132千赫、频率和扩展的电源开关系列heck -将单输入电压范围,250 .此外,它还集成了许多新的特点,从而有效地降低了成本,提高了灵活的设计和功能和效率。
   
    2影响效率的单片机控制开关电源
   
    作为一个芯片上TOPSwitch系列开关电源,电源效率有一定影响。图1显示的ST204A基于单片机型开关电源模块内部电路。事实上,大多数的电源功率损耗是由TOP204Y、夹具VDZ)和输出半导体(VD2),(二)领域的共模呛火、整流桥(3)、高频变压器(T)和输入电容(C1)和输出电容(C2),等等。他们是主要的影响因素的效率。
   
    3来提高效率的芯片
   
    主要电路元件的3.1正确确定
   
    (1)输入整流桥(3)。
   
    选择整流桥和大容量和工作流程的小,能减少电力的压降和桥式整流电源损失、提高效率。二极管整流桥的成分)的名义功率电流输入电压应大于最低Umin(时),目前的主要有效功率因数应采取的具体0.6 - 0.8,其数值取决于输入电压的u和输入阻抗。
   
    (2)(VDZ夹持二极管)。
   
    一个夹主要限制高频变压器漏峰值电压产生和降低响的电压。图1开关电源模块电路、保护电路VDZ输入夹由VD1和形式。以减少损失,VDZ可以选择P6KE200瞬变电压型,VD1选择BYV抑制二极管整流器26C型康复更快。
   
    (三)输入滤波电容(C1)。
   
    输入的滤波电容C1用来过滤掉的输入频率干扰,介绍了主要是对估计其电容C1的选择。U1电压输入、输出功率通常增加相应的电容量的每块瓷砖可以降低。
   
    四)交流输入电磁干扰滤波器,
   
    C6都可以滤除输入电压波动差模干扰的生产、外语能抑制差模干扰的初级绕组。
   
    (五)有限流保护电路
   
    要限制的峰值电流电的时刻,但是在输入访问有负温度系数的热敏电阻()。选择电阻的工作应该是在热状态(州)、低电阻,以减少热量损失功率电路
   
    (六)VD2整流管(输出)
   
    正确的选择VD2输出能降低损耗、整流管、提高效率的电源电路。该方法选择的原因,肖特基整流管,其积极的传输损失不存在的快速恢复丢失的反向恢复整流管,二是专为电源模式,以减少均方根电流和二次峰值电流。输出电流领域应该输出直流电流等级三次以上。
   
    (七)输出过滤器电容(C2)。
   
    功率输出滤波电容器、(C2)在脉动电流通常是相当大的。通常在固定的负荷,通过交换的名义价值C2 IC2小必须满足下列条件:
   
    IC2 =(1.5 ~ 2 IR1)。
   
    IR1类型,输出的滤波电容C2的脉动电流。
   
    输出设置为纯电阻负荷,所以,R1C2 R1大、慢、放电C2输出波形平。也就是说,在某些情况下,R1越大,输出C2直流电压更顺利。
   
    设计时应确保高频变压器已结构合理,并应确保较低,直流和交流损耗小,线圈本身的渗漏和电容耦合电容的绕组之间会很小。要达到这些目标最重要的是,对正确确定的形状、大小、磁性材料及磁线圈缠绕方法等。
   
    (1)来减少损失的直流变频变压器
   
    外汇损失由高频电流的趋肤效应和磁损耗。集肤效应会使有效流通的电线电缆交流阻抗比铜阻。由于高频率的穿透能力和电线的平方根成反比的开关频率。为了减少损失的铜线、外汇金额不得超过半径深度的高频电流。事实上,根据确定的开关频率后,当实际生产应用更大于ф外层细线和更多的丝线,而不是用粗电线。
   
    (2)减少泄漏
   
    由于渗漏的峰值电压范围、高,但初中、小学峰值电压控制是巨大的损失,这将导致减少功率利用率。因此,在设计中,必须最低的变压器漏。对于低损耗的高频变压器漏量的,应当在打开时降低泄漏量电感措施减少了初级绕组的比率,增加的宽度,增加尺寸线圈的高度和宽度,降低层和增加线圈之间的耦合程度等。
   
    (三)降低线圈的电容
   
    一般来说,每个开关电源转换期间,剪,放电线圈电容会重复,以便能量吸收会降低效率。此外,电容和电感线圈分布将组成LC振荡回路的噪音和振动。为销售线圈,可以采取以下措施来降低线圈电容:一是最小的长度的比率,两线,绕组的转移,三是挑选绕组绝缘。
   
    4结论
   
    本文通过分析单电源的工作原理及主要影响因素,提出了提高其效率效率的单片机控制开关电源的主要方法,指出了确定正确的电路元件、正确、使高频变压器设计与高质量的指标是最关键的因素。该分析方法和结论可用于指导高效的整体设计的源头开关.