用PWM直流控制器簡(jiǎn)化開(kāi)關(guān)電源設計
VCC管腳也可以用于降低控制器的內部功耗,提高電源效率。LM50xx 控制器可以不定期地運行在輸入電壓和內部產(chǎn)生的VCC電壓下(如圖2a中的反激轉換器)。但這會(huì )增加 IC 內的功耗。功耗計算方法為:
PD = ( VIN - VCC ) IS
其中IS為控制器的供電電流,為控制器靜態(tài)電流之和。IG為與頻率有關(guān)的柵極驅動(dòng)電流,這個(gè)MOSFET電流值以下式給出:
IG = QGSfS
其中,QGS 為 MOSFET 在柵極電壓為 VCC 和 fS開(kāi)關(guān)頻率下的柵極總電荷。
控制器在高輸入電壓、高開(kāi)關(guān)頻率下的 PD 可以非常高,當 IC 驅動(dòng)一個(gè)大 MOSFET 管時(shí),需要相當大的柵極驅動(dòng)電流。LM50xx 控制器的設計可以避免這種功耗。在所有開(kāi)關(guān)電源中,一旦電源開(kāi)始運行,就很容易從變壓器或電感繞組取得偏置電壓。在 LM50xx 控制器中,這個(gè)電壓(一旦獲得)可以直接加在 VCC 管腳上,為 IC 提供電源,并且可以為系統中其它部件提供電源。在所有 LM50xx 系列控制器中,如果施加的這個(gè)電壓大于內部穩壓器的 8V 輸出,則穩壓器關(guān)斷,消除了上述的功耗問(wèn)題。在正確的偏置電源設計情況下,效率可以提高 1% 以上(圖 2b)。不過(guò),在輸入電壓較低的小功率系統中,經(jīng)常省掉偏置電壓而從內部線(xiàn)性穩壓器獲得電源。這樣簡(jiǎn)化了電源結構,降低了成本,經(jīng)常用于輸出功率 30W 以下采用 LM50xx 控制器的設計。
如果輸入電壓在8~15V之間,則很容易為L(cháng)M50xx控制器提供電源。VIN和VCC管腳可以簡(jiǎn)單地一起接到輸入電壓上,然后直接為控制器供電(圖2c)。如果電壓超過(guò) 15V,兩個(gè)管腳就不能接到一起,輸入電壓必須高于 12V,控制器才能起動(dòng)。
總之,美國國家半導體有內置起動(dòng)穩壓器的高電壓 PWM 控制器能使設計者獲得很多好處,如降低電路復雜性、減小方案尺寸、降低元件成本和設計時(shí)間,并且增加電路的可靠性。
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