开关电源控制芯片供电原理分析及电路设计 |
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随着开关电源的输出功率越来越大,开关电源控制芯片供电一般由单独的电力电子电路组成,与主电路一样,是从同一个输入源或者输出源取电。可能是反激电路,也可能是Buck 或者推挽电路。 下面将分享几款控制芯片的供电问题。供以后设计参考。 一、原理分析 1.1启动方式 常见的控制芯片的启动方式有电阻启动和高压启动两种方式。
1.2 高压启动供电特点
高压启动电路将能量存储在VDD电容里面; 当输出电压没有建立起来之前,VDD一直处于放电状态,储存的能量用于控制芯片的供电; 当输出电压建立起来之后,辅助绕组可以给控制芯片供电; 为了防止VDD电容电压掉到芯片的UVLO保护电压,VDD电容需要足够大;(满载启动时,条件最恶劣)
1.3 电阻启动供电特点 芯片的启动需要满足至少两个条件:一是达到启动电压阈值,二是满足启动电流。 一般来说,控制芯片的输入电流分为启动电流(Start up Current)和运行电流(Operate Current)。 当芯片供电端,Iin > I start up 时,控制芯片能正常的启动,但只有当 Iin > I operate 时,才能维持芯片正常持续的工作。 当Istart up 下表为常见反激控制芯片的供电特性。 芯片型号 启动电流(Typical) 运行电流(Typical) OB2269 4uA 2.3mA LM5021 18uA 2.5mA UC3842 500uA 11mA二、电路设计 2.1 原理图分析
控制芯片采用RC降压启动方式,成本较低。当芯片没有启动的时候,Vin电压通过Rstart给电容Cstart充电。 当输入电压Vcc > 34V时,Vcc电压会被稳压管钳位在34V,当Vcc 该电路的缺点是当芯片正常工作的时候,Ioperate经过电阻Rstart产生损耗。 2.2 改进原理图设计
控制芯片采用RC降压启动方式,成本较低。 控制芯片电源启动电流电路与维持电流电路分开。避免Ioperate流过Rstart产生损耗。 当输入电压Vcc > 36V时,Vcc电压会被稳压管钳位在36V,当Vcc 当开机时,Vin电压上升,启动电压阈值为20V,启动电流典型值为18uA。当Vin跌落时,跌落到小于7.25V时控制芯片停止工作。
以上分别是UC3842和LM5201的推荐应用电路图,他们控制芯片的启动电路和运行电流维持电路基本一致。也是目前业界的普遍做法。 三、总结 3.1将启动电流电路与工作电流电路分开,减小在启动电阻上面的损耗 3.2 工业上常采用RC软启动的方式开机。 3.3 LM5021与UC3842相比,启动电流和工作电流更小。 3.4 设计人员一定要认真阅读数据手册。 |
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