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集成RCC式開(kāi)關(guān)電源技術(shù)方案及應用
作者：
時(shí)間：2010-05-11
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2．1 器件工作過(guò)程
當電源電壓VCC上升到欠壓鎖定(UVL0)電路的開(kāi)啟電壓時(shí)，電路開(kāi)始工作，振蕩器、小占空比產(chǎn)生電路、占空比選擇電路、消隱電路啟動(dòng)，此時(shí)SW端口跳變，后備電源啟動(dòng)，對引腳FB充電，隨著(zhù)引腳FB電壓的上升，當超過(guò)VCC電壓時(shí)，二極管VD8導通，后備電源對VCC提供工作電流。振蕩器提供一個(gè)占空比為12％振蕩頻率為40 kHz方波，隨著(zhù)VCC電壓繼續上升，當上升到鉗位電路的箝位電壓點(diǎn)時(shí)，反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路會(huì )切換到小占空比(4％)狀態(tài)下工作，這時(shí)輸出電壓將會(huì )下降，但是不會(huì )馬上切換到大占空比狀態(tài)，直到VCC電壓低于過(guò)壓點(diǎn)時(shí)，才會(huì )回到大占空比狀態(tài)，這時(shí)工作頻率會(huì )上升，可以避免反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路的工作頻率低于20 kHz；當反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路的輸出負載增加時(shí)，電感反激時(shí)的能量不足以提供系統輸出的能量，VCC電壓會(huì )下降，當電壓下降到反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路的欠壓點(diǎn)時(shí)，反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路將會(huì )全部關(guān)斷，等待重啟，這時(shí)系統進(jìn)入打嗝模式。如果反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路的工作溫度過(guò)高時(shí)，反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路的過(guò)溫保護會(huì )將輸出SW關(guān)斷，這時(shí)VCC電壓會(huì )持續下降，一直下降到欠壓點(diǎn)電壓，反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路關(guān)斷，等待重啟，反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路也會(huì )進(jìn)入打嗝模式。
3 實(shí)驗數據及處理
根據圖l構成的應用電路，1個(gè)單節鋰電池充電器的測試數據如表l、表2所示。圖3為電流的瞬態(tài)特性圖。
通過(guò)表1和表2的數據可知，該器件基本達到了設計標準，但仍存在以下問(wèn)題：1)啟動(dòng)電流偏大；2)過(guò)壓電壓與啟動(dòng)電壓太接近；3)工作頻率偏小，需要通過(guò)后續設計進(jìn)行改進(jìn)。
4 結論
典型的RCC所包含的元件數是同等線(xiàn)性電源的5～10倍，雖然大部分元件都非常便宜，但由于絕對數量大，所以設計和制造成本較高。元件數目越多，PCB走線(xiàn)就越復雜，優(yōu)化布局所需的時(shí)間也越長(cháng)，元件貼裝時(shí)發(fā)生誤差的可能性也越高。貼裝SMD元件還需要額外的制造步驟，這樣會(huì )增加生產(chǎn)時(shí)間和成本。RCC的性能取決于難以控制的寄生元件值與大量分立元件的組合公差之間的交互作用，在制造過(guò)程中需要持續監控和調整，以使收益率保持在可接受的水平，所以必須設計一種RCC集成器件，才能有效提高RCC電路的優(yōu)點(diǎn)。
本方案設計了器件內部結構包括依次連接的整流濾波電路、轉換器和輸出電路，整流濾波電路與啟動(dòng)電路相連接。整流濾波電路、轉換器和啟動(dòng)電路分別與反激式開(kāi)關(guān)電源集成電路相連接。器件進(jìn)行了仿真和實(shí)際測試。測試結果表明，雖然存在“啟動(dòng)電流偏大”等3個(gè)問(wèn)題，但是該方案基本克服了分離式RCC方案的缺點(diǎn)，而且效率大于65％，是目前較為理想的RCC開(kāi)關(guān)電源供電裝置之一。
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