Квазирезонансный преобразователь на простой КМОП микросхеме

Francesc Casanellas

На Рисунке 1 показан малошумящий обратноходовой источник питания, для управления которым используется простая КМОП микросхема CD4093. Электрические помехи возникают в преобразователе в основном при включении тока. Восстановление параметров диодов и зарядка паразитных емкостей генерируют токи с большой скоростью нарастания di/dt, которые и являются основным источником помех. Преобразователь на Рисунке 1 имеет низкий уровень помех, поскольку включение тока происходит медленно и при почти нулевом напряжении. Преобразователь работает на границе между режимами прерывистой и непрерывной проводимости и включается, когда напряжение стока находится на самом низком уровне. Чтобы исключить возможность работы при низких напряжениях затвора, которые могут вызвать чрезмерные потери в MOSFET, на вход микросхемы CD4093 добавлен стабилитрон ZD1, благодаря которому вентиль может переключаться лишь тогда, когда напряжение достаточно велико. При включении питания схемы дополнительная неизолированная обмотка трансформатора через диод D3 поддерживает на входе CD4093 высокий уровень напряжения. Когда MOSFET включается, ток начинает линейно нарастать до тех пор, пока не откроется Q5, и этот транзистор не выключит MOSFET. Затем начинается обратный ход, и первичная энергия заряжает выходные конденсаторы. Во время этой фазы работы D5 и R6 удерживают Q5 в открытом состоянии, и MOSFET остается выключенным. Когда энергия разрядится, D5, как и вторичные диоды, перестают проводить ток, поэтому проблем с восстановлением не возникает.

Эта схема обратноходового источника питания, в которой используется простая КМОП микросхема, демонстрирует чрезвычайно низкий уровень помех.
Рисунок 1. Эта схема обратноходового источника питания, в которой используется простая КМОП
микросхема, демонстрирует чрезвычайно низкий уровень помех.

Постоянная времени R5 и C5 немного задерживает выключение MOSFET. Выходная емкость MOSFET в сумме с паразитной емкостью первичной обмотки образуют резонансный контур с индуктивностью первичной обмотки, и из-за возникающих колебаний напряжение уменьшается. R5 и C5 позволяют MOSFET включаться только тогда, когда напряжение достигло минимального значения. Их номиналы действительны только для рассматриваемого варианта схемы. Схема на Рисунке 1 не только минимизирует потери при включении, но также снижает уровень электрических помех. Стабилизация напряжения осуществляется традиционными способами с использованием шунтового регулятора TL431. Ток оптоизолятора добавляется к току TL431. Поскольку MOSFET включается при нулевом токе, сопротивление затворного резистора может быть большим, поэтому паразитные емкости заряжаются медленно, что еще больше снижает коммутационные помехи. Схема на транзисторе Q4 не является обязательной, но может использоваться в большинстве источников питания. Она подавляет пиковые выбросы тока, возникающие при включении транзистора Q3. Такая схема эффективнее обычной RC цепочки и позволяет работать с низкими коэффициентами заполнения при легких нагрузках. Обратите внимание, что номиналы многих компонентов на схеме Рисунок 1 не обозначены; их следует выбрать в соответствии с конкретным приложением.

  1. Datasheet Texas Instruments CD4093B
  2. Datasheet Diodes TL431
  3. Datasheet CDIL 2N2222
  4. Datasheet CDIL 2N2369
  5. Datasheet CDIL 2N2907
  6. Datasheet Vishay 4N35

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 60
сейчас смотрят 5
представлено поставщиков 606
загружено
позиций
25 067 862