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1、350W工业电源技术总结一:拓扑结构二:控制芯片介绍和使用三:主要线路部分的设计四:开发设计中存在的问题和分析处理五:总结一:拓扑结构1:拓扑形式电源输入功率为350W,采用APFC外加FORWARD的结构形式.2:优点采用有源功率因素矫正,降低谐波分量,以能达到谐波等级限制标准,提高功率因素.PWM部分采用单管正激方式,线路架构简单.虽然增加了一个输出储能电感(对反激而言),但相对可以使用较小的磁性器件和输出电容.相对纹波电流较小.3:缺点相对反激而言,增加了一个输出储能电感,而且对PWM部分的开关管耐压要求较高.对管子的选型比较困难二:控制芯片介绍1:PFC控制芯片介绍
2、PFC部分采用的是FuJi的FA5502控制芯片,该芯片同样是平均电流控制方式,有16个脚.见方块图(1)振荡器部分振荡器通过电容的充放电产生0.3—3.4V的锯齿波,振荡器的频率由RT;CT的参数决定,改变充电电阻和电容的值,可以设定最大占空比的值.振荡锯齿波输入到PWM比较器,用来决定输出脉冲的最大占空比.具体情况是在CT放电期间,一个信号被送到输出电路部分,强制输出为低电平.SYNC脚是同步信号输入控制脚,用来作同步工作,当希望和其余部分同步工作时,设定的频率必须比外部的同步信号低10%.输入脚内部有一个约16KΩ的对地电阻.通常方波同步信号经R;C微分,输入到同步脚
3、的电压在CT放电期间被设置到1V以下,具体波形需满足以下条件.最高振幅不能超过5VCT放电周期之内因为使用的同步方波信号是外部信号,决定了输入到同步信号脚的幅值故有可能按照上图2的方式无法产生图上所需的合适波形,鉴于此情况,可在SYNC脚上到地之间加一个电阻可解决此问题.外加辅助电阻钳位二极管注意:二极管防止CSY电容在微分时的负电压加到SYNC脚,从而损坏IC,使用一个低压差的肖特基二极管比较好,当不用该功能时,将该脚接地以避免不必要的干扰.(2)电压误差放大器和过压限制电路ER.AMP为一个误差放大器,用以建立一个电压反馈环,以保持输出电压的稳定,同相输出端连接到内部基
4、准1.55V上.误差放大器的输出端为VFB脚,在VFB和VIN-之间加RC补偿网络,其电压的门限增益和截止频率的表达式见下图.输出电压:如果100Hz或120Hz的纹波信号出现在误差放大器的输出端,PFC电路可能出现不稳定的现象.因此补偿网络C1和R4的参数,在100Hz和120Hz时的增益应尽量小.同样,设定截至频率的范围到1Hz以确保稳定工作.事实上最适宜的参数应该视实际电路调试而定.过压保护比较器采样信号和电压反馈信号可以同一个采样点采样,当电压升高到正常值以上时,限制输出电压的继续升高,其电压限制值见下式:(3)乘法器乘法器为电流误差放大器产生一个电流参考信号.整流
5、后的线电压经电阻分压后送到VDET检测脚.考虑到乘法器的动态范围,在设计分压电阻参数时,必须保证该脚的电压峰值范围在0.65V-2.4V.VFB脚正常工作在1.55V以上,在此情形下乘法器的输出电压Vm的近似表达式如下:其中K:为乘法器部分的输出电压因子当VFB脚电压低于1.55V时,补偿电路对轻载工作状态进行补偿.如下图,Vm通过一个11KΩ的电阻连接到电流误差放大器的输入端(IIN-).具体的输入和输出特性参考厂商的特性图(4)电流误差放大器和过流限制电路电流误差放大器通过建立一个电流环去控制线电流近似正弦波.乘法器输出端通过一个电阻连接到电流误差放大器的反相输入端(I
6、IN-)作为参考信号.电感电流由16脚(IDET)检测.IDET脚正常工作时电压范围在0---1V之间.1脚(IFB)和2脚(IIN-)之间的RC为补偿网络,补偿网络的参数必须留有合适的裕量,具体的参数需视实际调试而定.过流限制电路由一个过流限制比较器控制,其限制电压典型值为-1.10V,如果IDET脚有干扰噪声,可通过该脚的电阻和电容进行抑制,建议电阻不超过27Ω.(5)PWM比较器PWM比较器的结构由振荡器输出VCT和电流误差放大器输出VIFB进行比较.当VCT﹤VIFB,PWM输出高电平,但值得注意的是当锯齿波在放电周期时,输出脚被强制为低电平,从而来限定最大占空比.
7、CS脚为软起动脚,启动时内部恒流源(11uA)给该脚外接电容充电,启动时的脉宽由VFB脚和该脚中电压较低的一个决定.在最大占空比时,VIFB和VCS为一个恒定电平,VCS约为7.5V(内部稳压管),输出脉宽不由VIFB决定.具体波形见下图Fig.10:(6)ON/OFF控制信号该控制信号由一个滞回比较器构成,去控制芯片的ON/OFF状态,当该脚电压达到3.95V(Typ)时,芯片开通.而当降到2.8V或更低时关断.在OFF模式下,参考基准电压关断,CS脚和输出脚电压近似为0V.芯片消耗200uA(max)的电流,比
