電源控制芯片F(xiàn)SCQ1265RT及其應(yīng)用
發(fā)布時間:2008/8/21 0:00:00 訪問次數(shù):1406
普通crt彩電所用的開關(guān)電源大都屬于反激式開關(guān)電源。反激式開關(guān)電源的最重要的特征體現(xiàn)在變壓器的繞制和有關(guān)開關(guān)器件的連接方法上,即變壓器的原邊和副邊不可能同時導(dǎo)通。fscq1265rt就是反激式開關(guān)電源。
fscq1265rt簡介
fscq1265rt采用準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換(qrc)方式,內(nèi)置高壓(vdss=650v)sensefet,pwm控制器和軟起動電路,具有過載、過壓、短路、過溫、欠壓保護功能。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,管腳定義則見表1。
參數(shù)定義及電路描述
1 整機參數(shù)定義
fscq1265rt適用于大屏幕crt彩電,寬電源交流輸入電壓為85~265vrms,最大輸出功率p0=140w,最大峰值電流ip-p=7a;效率為80%~83%;對于上述輸出功率,整流后選用330~470μf/ 400v的電容。
2 mosfet工作電壓vds及共振電路
電壓為vdsnom=vdcmax+vro。開關(guān)mosfet的耐壓被用來決定反激電壓vro的值,在其不變的前提下,反激電壓設(shè)置得越高越好。需要說的是,反激電壓是由開關(guān)變壓器的原、副邊匝數(shù)比和輸出電壓來決定的,它是一個不隨輸入電壓變化的量。
例如,該開關(guān)mosfet的耐壓為650v,則vdsnom電壓不要超過開關(guān)mosfet耐壓的75%~85%。選擇vro=125v,則在vlinemax=265vac時,vdsnom=500v,留150v的余量給漏感電壓。在應(yīng)用中可視電路情況增加消尖峰吸收電路。
在mosfet關(guān)斷時,vds的上升沿是產(chǎn)生開關(guān)電源噪聲的主要原因。可在mosfet的漏-源極之間并聯(lián)一個共振電容來降低vds的上升斜率,以期降低噪聲。此共振電容的增加也降低了mosfet 在關(guān)斷時發(fā)生的開關(guān)損耗。因此,漏-源極間的共振電容在mosfet的關(guān)斷時起了降低噪聲和開關(guān)損耗兩個作用。
在mosfet的關(guān)斷期間,共振電容會被充電至vdc+vro。而在mosfet導(dǎo)通之前,共振電容將和變壓器的原邊電感發(fā)生共振,vds將從起始的電壓vdc+vro,經(jīng)半個共振周期后降為vdc-vro。準(zhǔn)諧振電源利用控制器控制mosfet在vds的最低點導(dǎo)通,此時的導(dǎo)通損耗達到最小。共振電容的選擇非常重要,不合適的共振電容在mosfet導(dǎo)通時的放電將導(dǎo)致很大的mosfet導(dǎo)通損耗,使散熱器溫度急劇增高。
3 起動電阻和輔助電源vcc
開機啟動電阻在開機瞬間提供給控制電路電源電壓,保證控制電路能正常工作。當(dāng)vcc腳電壓升到15v時,電源芯片fscq1265的內(nèi)部控制電路開始工作,芯片內(nèi)的mosfet開始了正常的導(dǎo)通和截止。
在正常負(fù)載時,vcc的工作電壓設(shè)定為18v。當(dāng)vcc腳的電壓降低至9v時,芯片內(nèi)部電路和mosfet停止工作。
4 同步電路
同步電壓vsync取自變壓器輔組繞組,它和漏極電壓對應(yīng)關(guān)系如圖3所示。其中,同步電壓vsyncpk典型值設(shè)置為8~10v,它要小于ovp(12v)電壓3~4v,超過12v就會產(chǎn)生過壓保護。
fscq1265rt采用準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換工作方式,電源的頻率是隨著輸入電壓和負(fù)載的變化而改變的。負(fù)載變輕時,開關(guān)頻率升高。當(dāng)升到90khz時,控制電路會使mosfet在第二個同步谷點導(dǎo)通(見圖4),這樣會使振蕩頻率又降了下來,限制電源在輕負(fù)載時振蕩頻率的上升。在負(fù)載加重時,開關(guān)頻率降低,當(dāng)降低到45khz時間,進入準(zhǔn)諧振工作狀態(tài),mosfet在第一個谷點(vdc-vro)導(dǎo)通。
5 反饋控制電路
fscq1265rt采用電流方式控制,反饋電路保證b+穩(wěn)定輸出。其內(nèi)置前沿消隱電路(leb),防止pwm控制器誤工作。
正常工作時,當(dāng)由于某種原因造成b+電壓升高后,通過電阻分壓到r極的電壓也升高。r極電壓的升高引起c極電流的增大,即光耦次級(1、2腳)電流增大。這樣,誤差取樣放大電路將b+電壓的變化轉(zhuǎn)變?yōu)楣怦铍娏鞯淖兓。因此,光耦初級?、4腳)的電流增大,電源芯片fb腳電壓降低。芯片內(nèi)部與之對應(yīng)的比較器上的電壓降低,比較器另一個腳接到mosfet的另一個源極取樣電阻rsense上。因此,當(dāng)fb腳電壓降低即意味著開關(guān)管漏極電流的降低,即開關(guān)管提前截止,從而使得b+電壓降低,反之亦然。
開關(guān)變壓器設(shè)計參數(shù)
fscq1265rt主要用于crt彩電的開關(guān)變壓器中,現(xiàn)將應(yīng)用
設(shè)計中一些參數(shù)做一簡要介紹。
1 材料
磁心:tdk pc44、ec43
骨架:電木,ec43立式
絕緣:class b
2 工法要求
每一層繞制時要求緊密,無交叉,并且布滿整個窗口,以加強耦合。磁芯中柱研磨得出氣隙。初次側(cè)間加三層絕緣膠帶,同一次側(cè)間不同繞組間加一層絕緣膠帶。影響供電繞組在最內(nèi)層,防止對b+造成干擾。
3 繞組參數(shù):
感量為l(15—18)=360μh。繞組連接關(guān)系和參數(shù),及繞組線徑及布線要求可。
結(jié)語
該電源設(shè)計方案,由于有價格優(yōu)勢,許多廠家已采用批量生產(chǎn),但由于該電源方案的缺陷待機功耗無法做小,不能滿足新的歐盟標(biāo)準(zhǔn),以后使用將會受到限制。
普通crt彩電所用的開關(guān)電源大都屬于反激式開關(guān)電源。反激式開關(guān)電源的最重要的特征體現(xiàn)在變壓器的繞制和有關(guān)開關(guān)器件的連接方法上,即變壓器的原邊和副邊不可能同時導(dǎo)通。fscq1265rt就是反激式開關(guān)電源。
fscq1265rt簡介
fscq1265rt采用準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換(qrc)方式,內(nèi)置高壓(vdss=650v)sensefet,pwm控制器和軟起動電路,具有過載、過壓、短路、過溫、欠壓保護功能。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,管腳定義則見表1。
參數(shù)定義及電路描述
1 整機參數(shù)定義
fscq1265rt適用于大屏幕crt彩電,寬電源交流輸入電壓為85~265vrms,最大輸出功率p0=140w,最大峰值電流ip-p=7a;效率為80%~83%;對于上述輸出功率,整流后選用330~470μf/ 400v的電容。
2 mosfet工作電壓vds及共振電路
電壓為vdsnom=vdcmax+vro。開關(guān)mosfet的耐壓被用來決定反激電壓vro的值,在其不變的前提下,反激電壓設(shè)置得越高越好。需要說的是,反激電壓是由開關(guān)變壓器的原、副邊匝數(shù)比和輸出電壓來決定的,它是一個不隨輸入電壓變化的量。
例如,該開關(guān)mosfet的耐壓為650v,則vdsnom電壓不要超過開關(guān)mosfet耐壓的75%~85%。選擇vro=125v,則在vlinemax=265vac時,vdsnom=500v,留150v的余量給漏感電壓。在應(yīng)用中可視電路情況增加消尖峰吸收電路。
在mosfet關(guān)斷時,vds的上升沿是產(chǎn)生開關(guān)電源噪聲的主要原因。可在mosfet的漏-源極之間并聯(lián)一個共振電容來降低vds的上升斜率,以期降低噪聲。此共振電容的增加也降低了mosfet 在關(guān)斷時發(fā)生的開關(guān)損耗。因此,漏-源極間的共振電容在mosfet的關(guān)斷時起了降低噪聲和開關(guān)損耗兩個作用。
在mosfet的關(guān)斷期間,共振電容會被充電至vdc+vro。而在mosfet導(dǎo)通之前,共振電容將和變壓器的原邊電感發(fā)生共振,vds將從起始的電壓vdc+vro,經(jīng)半個共振周期后降為vdc-vro。準(zhǔn)諧振電源利用控制器控制mosfet在vds的最低點導(dǎo)通,此時的導(dǎo)通損耗達到最小。共振電容的選擇非常重要,不合適的共振電容在mosfet導(dǎo)通時的放電將導(dǎo)致很大的mosfet導(dǎo)通損耗,使散熱器溫度急劇增高。
3 起動電阻和輔助電源vcc
開機啟動電阻在開機瞬間提供給控制電路電源電壓,保證控制電路能正常工作。當(dāng)vcc腳電壓升到15v時,電源芯片fscq1265的內(nèi)部控制電路開始工作,芯片內(nèi)的mosfet開始了正常的導(dǎo)通和截止。
在正常負(fù)載時,vcc的工作電壓設(shè)定為18v。當(dāng)vcc腳的電壓降低至9v時,芯片內(nèi)部電路和mosfet停止工作。
4 同步電路
同步電壓vsync取自變壓器輔組繞組,它和漏極電壓對應(yīng)關(guān)系如圖3所示。其中,同步電壓vsyncpk典型值設(shè)置為8~10v,它要小于ovp(12v)電壓3~4v,超過12v就會產(chǎn)生過壓保護。
fscq1265rt采用準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換工作方式,電源的頻率是隨著輸入電壓和負(fù)載的變化而改變的。負(fù)載變輕時,開關(guān)頻率升高。當(dāng)升到90khz時,控制電路會使mosfet在第二個同步谷點導(dǎo)通(見圖4),這樣會使振蕩頻率又降了下來,限制電源在輕負(fù)載時振蕩頻率的上升。在負(fù)載加重時,開關(guān)頻率降低,當(dāng)降低到45khz時間,進入準(zhǔn)諧振工作狀態(tài),mosfet在第一個谷點(vdc-vro)導(dǎo)通。
5 反饋控制電路
fscq1265rt采用電流方式控制,反饋電路保證b+穩(wěn)定輸出。其內(nèi)置前沿消隱電路(leb),防止pwm控制器誤工作。
正常工作時,當(dāng)由于某種原因造成b+電壓升高后,通過電阻分壓到r極的電壓也升高。r極電壓的升高引起c極電流的增大,即光耦次級(1、2腳)電流增大。這樣,誤差取樣放大電路將b+電壓的變化轉(zhuǎn)變?yōu)楣怦铍娏鞯淖兓。因此,光耦初級?、4腳)的電流增大,電源芯片fb腳電壓降低。芯片內(nèi)部與之對應(yīng)的比較器上的電壓降低,比較器另一個腳接到mosfet的另一個源極取樣電阻rsense上。因此,當(dāng)fb腳電壓降低即意味著開關(guān)管漏極電流的降低,即開關(guān)管提前截止,從而使得b+電壓降低,反之亦然。
開關(guān)變壓器設(shè)計參數(shù)
fscq1265rt主要用于crt彩電的開關(guān)變壓器中,現(xiàn)將應(yīng)用
設(shè)計中一些參數(shù)做一簡要介紹。
1 材料
磁心:tdk pc44、ec43
骨架:電木,ec43立式
絕緣:class b
2 工法要求
每一層繞制時要求緊密,無交叉,并且布滿整個窗口,以加強耦合。磁芯中柱研磨得出氣隙。初次側(cè)間加三層絕緣膠帶,同一次側(cè)間不同繞組間加一層絕緣膠帶。影響供電繞組在最內(nèi)層,防止對b+造成干擾。
3 繞組參數(shù):
感量為l(15—18)=360μh。繞組連接關(guān)系和參數(shù),及繞組線徑及布線要求可。
結(jié)語
該電源設(shè)計方案,由于有價格優(yōu)勢,許多廠家已采用批量生產(chǎn),但由于該電源方案的缺陷待機功耗無法做小,不能滿足新的歐盟標(biāo)準(zhǔn),以后使用將會受到限制。
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