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PSR控制型開(kāi)關(guān)電源工作原理簡(jiǎn)析
來(lái)源:本站整理  作者:佚名  2015-10-28 09:57:15

    PSR是英文Primary Side Regulator的縮寫,表示原邊反饋控制或初級(jí)調(diào)整,即將誤差放大器放在IC內(nèi)部,外圍省去了由常見(jiàn)的三端精密穩(wěn)壓器TL431和光耦PC817等元件組成的穩(wěn)壓電路。
    一  PSR的優(yōu)缺點(diǎn)及分類
    PSR架構(gòu)的線路簡(jiǎn)單,無(wú)光耦,具有CC/CV優(yōu)點(diǎn),且成本低,在小功率的充電器和LED恒流驅(qū)動(dòng)電路中非常流行。
    在大功率電源中,由于目前PSR的控制IC恒流效果遠(yuǎn)不及次級(jí)反饋控制精度高,加之價(jià)格也和次級(jí)反饋的相差無(wú)幾,因而沒(méi)有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
    PSR的IC大致可從以下三方面分類:(1)有無(wú)內(nèi)置高壓MOSFET管,例如:CR6238T內(nèi)置高壓MOSFET管,而OB2520D則不內(nèi)置MOSFET管;(2)控制方式是數(shù)字式還是模擬式,例如:IW3620屬于數(shù)字控制式,ACT361屬于模擬控制式;(3)工作在CCM還是在DCM模式,例如:LNK406屬于CCM模式,F(xiàn)SEZ1317屬于DCM模式。

    二  工作原理簡(jiǎn)析
    盡管不同類型的PSR電路有所不同,但其工作原理卻大致相同,只是有些參數(shù)定義不一樣,下面以FSEZ1317為例進(jìn)行介紹,如其典型應(yīng)用電路如圖1所示。

    在CV模式下,大部分PSR芯片直接取樣輔助線圈上電壓,由于漏感的原因,在MOSFET管關(guān)斷后,也就是次級(jí)二極管DR導(dǎo)通瞬間,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)尖峰,影響電壓采樣,為了避開(kāi)個(gè)這個(gè)尖峰,大部分芯片采用延時(shí)采樣方式,也就是在MOSFET管關(guān)斷一段時(shí)間后再來(lái)采樣線圈上的電壓,從而避開(kāi)漏感尖峰。FSEZ1317是在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷4.5 μs后才采樣,如圖2所示。其實(shí),很多電源芯片的過(guò)壓保護(hù)電路也采用了上述延時(shí)采樣方式,例如OB2203、UCC28600、NCP1377等,因?yàn)檫@樣可以得到較高精度的取樣值。

    另外,吸收電路一般由一只恢復(fù)時(shí)間約為2μs,:的二極管1N4007與一只阻值為100Ω的電阻串聯(lián)組成,這樣可以減小漏感產(chǎn)生的振鈴,從而減小取樣誤差。還有些PSR芯片是在下取樣電阻上并聯(lián)一只小容量的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)取樣。
    根據(jù)變壓器的工作原理可得到Np xIpk=Ns xlpks(變壓器次級(jí)只有一個(gè)繞組Ns), Np、lpk、Ns、Ipks分別表示初級(jí)線圈匝數(shù)、初級(jí)峰值電流、次級(jí)線圈匝數(shù)、次級(jí)峰值電流。
    當(dāng)工作在DCM模式時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器的初次級(jí)電流波形如圖3所示,輸出電流lo是次級(jí)電流在一個(gè)工作周期的平均值,即Io=(Td/T) xIpsk/2,其中T為工作周期。因Ipks =Np x lpk /Ns,則lo =(Td/T) x(Np xIpk/Ns)/2。由此可見(jiàn),Np、Ns為常數(shù),只要固定Ipk和Td/T值就可以得到固定的電流輸出,即實(shí)現(xiàn)恒流輸出。

    市面上很多IC固定Ipk的方式是限制MOSFET管取樣電阻上的峰值電壓。同時(shí),為了避免寄生電容在導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的電流尖峰,會(huì)加入一段消隱時(shí)間。Td/T值是由IC內(nèi)部固定的,如OB系列IC的Td/T值是0.5。
    在CC模式下,在不同輸出電壓情況下,工作在PFM模式以保證固定的Td/T而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電流,這就是實(shí)現(xiàn)恒流的基本原理。只要保證IC的Td/T值精度,以及初級(jí)峰值電流的限流精度就可以得到較高的輸出電流精度。這兩部分基本上取決于IC本身。

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