Dva režima rada monolitnog prekidačkog napajanja
Integrisana kola monolitnog prekidačkog napajanja imaju prednosti visoke integracije, visoke isplativosti, najjednostavnijih perifernih kola, najboljih pokazatelja performansi, mogu predstavljati visoko efikasno izolovano prekidačko napajanje bez frekventnog transformatora. Predstavljen je sredinom{2}}ih, kasno sukcesivno, pokazuje snažnu vitalnost, a sada je postao međunarodni razvoj prekidača napajanja srednje i male snage, preciznog prekidačkog napajanja i modula za napajanje poželjnih integrisana kola. Prekidačko napajanje sastavljeno od njega, u smislu troškova i iste snage linearnog regulatora napona napajanja je uporedivo sa efikasnošću napajanja značajno je poboljšano, zapremina i težina su znatno smanjeni. Time se stvaraju dobri uslovi za promociju i popularizaciju novih sklopnih izvora napajanja.
Karakteristike monolitnog prekidačkog napajanja
(1) Interni TOPSWitch-II uključujući oscilator, pojačavač greške, modulator širine impulsa, kolo gejta, visokonaponske prekidačke cijevi (MOSFET), krug prednapona, zaštitni krug od prekomjerne struje, zaštitu od pregrijavanja i krug resetiranja po uključenju, isključivanje/ kola za automatsko ponovno pokretanje. Potpuno izoluje izlaz iz električne mreže pomoću visokofrekventnog transformatora, koji je siguran za upotrebu*. Pripada strujno kontrolisanom prekidačkom napajanju sa otvorenim izlazom. Zbog upotrebe CMOS kola, potrošnja energije uređaja je značajno smanjena.
(2) Postoje samo tri odvoda: upravljački terminal C, izvor S, drejn D, uporediv sa linearnim regulatorom sa tri terminala, može biti najjednostavniji način da se konstituiše frekventni transformator bez povratnog prekidačkog napajanja. Da bi se kompletirale različite funkcije kontrole, pristrasnosti i zaštite, C, D su višenamjenski pin out, ostvarujući višenamjenski pin. Uzmimo kontrolni terminal kao primjer, on ima tri funkcije: (1) kraj napona VC za paralelni regulator na čipu i gejt pogonski stupanj radi obezbjeđivanja prednapona; (2) kraj trenutne IC može podesiti radni ciklus; (3) kraj strujnog strujnog kruga i priključna točka automatskog ponovnog pokretanja/kompenzacijskog kondenzatora, kroz vanjski premosni kondenzator kako bi se odredila frekvencija automatskog ponovnog pokretanja i kompenzacije za kontrolnu petlju.
(3) Opseg ulaznog AC napona je izuzetno širok. Za fiksni ulazni napon može se odabrati 220V±15% AC, a maksimalna izlazna snaga će se smanjiti za 40% ako je opremljen sa 85~265V širokog opsega AC. Opseg ulazne frekvencije prekidačkog napajanja je 47~440Hz.
(4) Tipična vrijednost frekvencije prebacivanja je 100KHz, a opseg podešavanja radnog ciklusa je 1,7%~67%. Efikasnost napajanja je oko 80%, do 90%, što je skoro duplo od linearnog integrisanog regulisanog napajanja. Njegov opseg radne temperature je od 0 do 70 stepeni maksimalna temperatura spoja čipa Tjm=135 stepen.
(5) Osnovni princip rada TOPSwitch-II je korištenje povratne struje IC za regulaciju radnog ciklusa D, kako bi se postigla svrha regulacije napona. Na primjer, kada će izlazni napon prekidačkog napajanja VOT iz nekog razloga, nakon povratnog kola optokaplera napravit će Ic↑→napon greške Vrt→D↓→Vo↓, tako da Vo ostaje nepromijenjen. I obrnuto.
(6) jednostavno periferno kolo, niske cijene. Vanjski samo treba spojiti filter ispravljača, visokofrekventni transformator, primarni zaštitni krug, povratno kolo i izlazno kolo. Upotreba ovakvih čipova takođe može smanjiti elektromagnetne smetnje koje generiše prekidačko napajanje.
Dva režima rada monolitnog prekidačkog napajanja
Monolitno prekidačko napajanje ima dva osnovna načina rada: jedan je kontinuirani način rada CUM (ContinuousMode), drugi nije kontinuirani način rada
(a) Kontinuirani režim (b) Diskontinualni režim
DUM (DiscontinuousMode). Talasni oblici struje prebacivanja ova dva moda prikazani su na sl. (a) i sl. (b), respektivno. Kao što se može vidjeti sa slike, u kontinuiranom načinu rada, primarna struja prebacivanja počinje od određene amplitude, zatim raste do vršne vrijednosti, a zatim se brzo vraća na nulu. Njegov talasni oblik struje prebacivanja je trapezoidan. Ovo ukazuje da u kontinuiranom načinu rada, sljedeći ciklus prebacivanja ima početnu energiju jer se energija pohranjena u visokofrekventnom transformatoru ne oslobađa sva u svakom ciklusu prebacivanja. Upotreba kontinuiranog načina rada smanjuje primarnu vršnu struju Ip i RMS struju IRMS, smanjujući potrošnju energije čipa. Međutim, kontinuirani način rada zahtijeva povećanje primarne induktivnosti Lp, što dovodi do povećanja veličine visokofrekventnog transformatora. Ukratko, kontinuirani način rada je prikladan za TOPSwitčeve manje snage i veće transformatore visoke frekvencije.
Preklopna struja u diskontinuiranom režimu raste od nule do vrha, a zatim pada na nulu. To znači da se energija pohranjena u visokofrekventnom transformatoru mora potpuno osloboditi tokom svakog ciklusa prebacivanja, a njegov talasni oblik struje prebacivanja je trokutastog oblika. Diskontinuirani način rada ima veće vrijednosti Ip i IRMS, ali zahtijeva manje Lp. Stoga je pogodan za korištenje TOPSwitch-a sa većom izlaznom snagom sa manjim visokofrekventnim transformatorom.
