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基于FSDM0565R的反激式开关电源设计
引言
目前,开关电源以其高性能,高效率(75%,现在单片集成开关电源效率早已达到90%以上),这对解决能源问题起到推波助澜的作用,很多节能电器的电源供给早已被开关电源取代;本文介绍了一种基于开关电源芯片FSDM0565R 的三相输入、多输出反激式开关稳压电源。分析了FSDM0565R 的特性和工作原理,并给出了它的设计电路图、实际参数的计算及器件的选取,最后给出了该电源模块的实测波形及测试技术指标。实验结果表明,利用该芯片设计的开关电源具有效率高、体积小、电路简单、输入电压变化范围宽、纹波小等特点。同时解决了工业现场三相输入的问题,具有实际的推广价值。
的主要性能特点和工作原理
性能特点
FSDM0565R 是Fairchild 半导体生产的单片开关电源设计芯片,它由PWM 控制器、振荡器、热关断保护电路、故障保护电路及其他控制电路集成在一个单片器件内。由于芯片本身功耗很低,电源效率可达到80%左右。具体性能如下:
a、坚固的内部雪崩值SenseFET;
b、先地的间歇工作模式(240VAC 1W 时的消耗);
c、精确的固定工作频率:66KHz;
d、内部启动电路、改进的电流限制、过电压保护(OVP)、过载保护(OLP)、内部热关断功能(TSD)、异常过电流保护(AOCP)、自动重启模式、欠压锁定(UVLO)等。
FSDM0565R 的工作原理
FSDM0565R 主要包括以下几部分:
(1)启动:在启动时,内部的高电压电流源提供了内部的偏压, 脚的外部的电容()充电。达到12V 时,FPSTM 开始开关动作,此时内部的高电压电流源就消失。
(2)反馈控制:开关电源的反馈控制有电压控制和电流控制两种方式,FSDM0565R 采用电流反馈控制方式。由一个光耦(如H11A817A)和一个分压调整器(如KA431)组成一个典型的反馈网络。在此需要强调在电路纹波调试时可能会出现纹波不对的情况,这很可能是由于反馈回路有问题,这时检查电路时需要测量反馈回路的波形对比光耦两边的频率是否一致。本人在设计时就由于成本问题,选用了低成本的低速光耦(NEC2501-1),导致了输出频率不够从而达不到设计指标。所以选用光耦时要根据开关电源的频率来选。
(3) 保护电路:FSDM0565R 内部集成了许多自我保护功能的电路,比如过载保护(OLP),过流保护(AOCP),过电压保护(OVP)和过热关断(TSD)。具体指标详见本芯片的技术手册。
(4)软启动:FSDM0565R 内部集成了软启动电路,当电路启动时,增加了PWM 比较器的反向输入电压和FET 的电流。通常的软启动时间是10 毫秒,提供给开关管的脉宽宽度逐步增加,以给高频变压器、电感器、电容器提供正确的工作工况。输出电容也在启动时充电,延缓了电压的突变,从而不会使变压器工作在饱和状态,也减少了对输出变频二极管的冲击。
(5)突发模式:FSDM0565R 存在两种模式,正常的66KHZ 模式和突发模式。为了减少在待机时的损耗,FSDM0565R 设有突发模式。当负载突然减少时,反馈电路的电流突然下降,这样
FSDM0565R 就会进入突发模式。此时反馈电压就会降到VBURL(500m