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开关电路,比较好的资料,希望搞这一块的朋友可下载看一下,有参考价值.
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1.引言
开关电源由于在体积、重量、效率和可靠性等多多方面的优势,目前在计算机、
通信、家用电器、雷达、空间技术等众多领域中已完全取代了传统的线性稳压电
源。开关电源的控制技术主要有三种:(1)脉冲宽度调制(PWM);(2)脉冲频率调
制(PPN);(3)脉冲宽度频率调制(PWN-PFH).其中 PWM 是目前应用在开关电源
中最为广泛的一种控制方式,它的特点是噪音低、满负载时效率高且能工作在连
续导电模式,现在市场上有多款性能好、价格低的 PWM 集成芯片,如 UCl842/
2842/3842、TDAl6846、TL494、SGl525/2525/3525 等;PFM 具有静
态功耗小的优点,但它没有限流的功能也不能工作于连续导电方式,具有 PFM 功
能的集成芯片有 MAX641、TL497 等;PWM-PFM 兼有 PWM 和 PFM 的优点,但
目前市场上没有具有 PWM-PFM 功能的单片集成芯片出售从而限制它的应用。
本文介绍了一种采用 PWM-PFM 控制的开关电源,对其中的控制电路--PWM-PFM
电路的原理进行了较详细的分析,该控制电路元件数量少、实现简便。
2.开关电源及其 PWH-PFH 控制电路介绍
本开关电源的输入为三相交流电,输入电压范围为 320~575V,频率为
45~65Hz,输出规格为 24V/10A,重量仅约 1.4Kg。开关电源的主电路拓扑
为双晶体管反激变换式,通过采用两支开关管串联来降低对大功率 MOS 场效应管
的关断电压的要求。
PWM-PFM 控制电路由三片数字芯片(4011、4066、40106)和少量电阻、电容、
二极管、三极管组成,电路图见图 1.其中,4011 为二输入的四与非门,4066
为四双向模拟开关,40106 为六施密特触发器。
3.原理分析
如电路图所示,它有四个输入端,信号分别来自光耦 1 输出端、光耦 2 输出端、
整流后的高压直流端、以及与开关变压器耦合,一个输出端以驱动大功率 MOS 场
效应管。电路的核心部分是由两个与非门(IN3a/IN3b/OUT3 和 IN4a/IN4b/
OUT4)构成的 RS 触发器。触发器有两个输入端:40ll 第 9 脚(IN3b)和第 12 脚
(IN4a);两个输出端 401l 第 10 脚(OUT3)和第 11 脚(OUT4)。输出端 OUT4 的
信号传送到五个并联的施密特触发器(I1/O1、I2/O2、I3/O3、I4/O4 和 I5
/O5)。施密特触发器的作用是整定与非门的输出波形,防止电路的误动作。采用
五个施密特触发器并联的冗余设计提高了电路的电流驱动能力,增强了整个电路
的可靠性。整形后的波形经两个互补三极管构成的图腾柱驱动大功率 MOS 场效应
管,控制主回路的导通和关断。输入端 IN3b 为导通时间 Ton 控制端,输入端
IN4a 为关断时间 To* 控制端,两个输入端都是低电平有效。当输入端 IN4a 为低
电平时触发与非门 4 使输出端 OUT4 为高电子,经施密特触发器后关断开关管;
当输入端 IN3b 为低电平时触发与非门 3 使输出端 OUT3 为高电平,输出端 OUT4
为低电子,OUT4 低电平经施密特触发器后为高电平,使开关管导通。OUT3 高电
平使模拟开关 1(IN1/OUTl/CONTROLl)导通,线圈 Ll 的电流经 D5 和 R17 到
地,防止线圈 L1 磁饱和。
启动时,线圈 Ll 无电流,对地为低电平,经与非门 1(INla/IN1b/OUTl)和与非门
2(IN2a/IN2b/OUT2)后仍为低电平,即输入端 IN3b 为低电平,经 RS 触发器和施
密特触发器后使开关管导通,开关电源有输出,输出电压经比较、放大后的反馈
开关电源的 PWN-PFM 控制电路
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