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[導讀]為了滿足保護和限制的需求,圖 1 所示的傳統(tǒng)電源依賴于基于兩個或多個光耦合器的多個反饋回路。這些光耦合器將負載電壓、負載電流和開路故障信息傳輸到主控制器——通常是功率高達 150W 的反激式控制器。

為了滿足保護和限制的需求,圖 1 所示的傳統(tǒng)電源依賴于基于兩個或多個光耦合器的多個反饋回路。這些光耦合器將負載電壓、負載電流和開路故障信息傳輸到主控制器——通常是功率高達 150W 的反激式控制器。

此外,電流檢測電路具有外部電流檢測電阻器、用于放大和設置恒流恒壓 (CC-CV) 的精密運算放大器,以及恒功率反饋環(huán)路??傮w而言,分立電路的元件數量較多,會占用電路板上寶貴的空間并增加系統(tǒng)成本。

 

1:顯示 100W 工業(yè)電源傳統(tǒng)架構的典型框圖

2 顯示了一個減少反饋回路的建議設計架構。該架構使用 UCC28740,這是一種 CC-CV 反激式控制器,具有用于電壓的光耦合反饋和用于恒定電流的初級側調節(jié) (PSR)。UCC28740 控制器中控件的高度集成有助于減少組件數量的設計并降低成本。

UCC28740 隔離式反激電源控制器使用光耦合器來提供恒定電壓 (CV),從而改善對大型負載階躍的瞬態(tài)響應。恒流 (CC) 調節(jié)通過一次側穩(wěn)壓 (PSR) 技術來實現。此器件處理光耦合反饋信息和來自輔助反激式繞組的信息,以實現對輸出電壓和電流的精準高性能控制。

內部采用 700V 啟動開關,可動態(tài)控制工作狀態(tài)并定制調制配置文件,支持超低待機功耗,并且不會影響啟動時間或輸出瞬態(tài)響應。

UCC28740 中的控制算法使得運行效率滿足或者超過適用標準。驅動輸出接至一個 MOSFET 電源開關。帶有谷值開關的斷續(xù)傳導模式 (DCM) 減少了開關損耗。開關頻率的調制和初級電流峰值振幅(FM 和 AM)在整個負載和線路范圍內保持較高的轉換效率。

此控制器有一個 100kHz 的最大開關頻率并且一直保持對變壓器內峰值初級電流的控制。保護 特性 有助于抑制一次側和二次側應力分量。170Hz 的最小開關頻率可輕松實現低于 10mW 的無負載功耗。

· 低于 10mW 的空載功耗能力

· 具有針對恒定電壓 (CV) 的光耦合反饋和針對恒定電流 (CC) 的初級側調節(jié) (PSR)

· 在線路和負載上實現 ±1% 電壓調節(jié)和 ±5% 電流調節(jié)

· 700V 啟動開關

· 100kHz 最大開關頻率可實現高功率密度充電器設計

· 針對最高總體效率的諧振環(huán)谷值開關運行

· 簡化電磁干擾 (EMI) 兼容性的頻率抖動

· 針對金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 的已鉗制柵極驅動輸出

· 過壓、低線路和過流保護功能



 

2:減少反饋回路的建議設計架構

這種提議的架構的兩個主要好處是:

· 精確的電流和功率限制,只需初級側感應。在圖 1 所示的傳統(tǒng)方法中,輸出負載電流通過分立的運算放大器電路檢測,并通過光耦合器傳輸到主控制器。在某些情況下,額外的光耦合器用于反饋冗余。直接感測輸出負載電流,并通過單獨的光耦合器電路將信息反饋給反激式控制器。另一方面,所提出的架構使用具有成本效益且可靠的初級側電流感應。通過嵌入在 UCC28740 中的精密 PSR 電流檢測技術,可以實現高精度的輸出電流限制。電流限制會導致電壓折返并確保嚴格的功率限制。

· 經濟高效的開環(huán)保護和反饋冗余。圖 1 所示的傳統(tǒng)方法使用兩個反饋環(huán)路,這兩個環(huán)路都基于光耦合器。這些光耦合器及其相關電路的相同性質帶來了額外的故障風險;每個光耦合器都可能在類似的應力條件下同時失效,這可能是有害的。

所提出的架構使用單個光耦合器反饋精密輸出電壓控制。PSR 電路提供冗余電壓控制回路。PSR 在開環(huán)條件下激活,例如光耦合器反饋網絡故障。因此,輸出電壓被限制并調節(jié)到作為初級側反饋組件設置的值。

具有精密電壓、電流和功率限制60W、24V 高效工業(yè)電源 突出了精密電流和電壓限制的性能結果。圖 3 和圖 4 顯示了用于精密電流調節(jié)和功率折返的參考設計板的結果。

 

3:精密 CC-CV 操作

 

4:精密功率折返特性



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