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华体会体育全站app下载:开关电源规划:高压电容器充电变简略了

来源:华体会体育app下载官方首页 作者:华体会体育app官网下载ios时间:2021-07-22 08:51:03

  式 PWM 操控器的分立式处理方案需求光耦合器,还要具有监督、状况指示和维护功用,这就要许多,添加了规划复杂性。尤为重要的是要避免输入过流,这种状况在发生在接通时会被误认为是短路的容性负载所引发。还必需保证该类型的转化器只要输入

  专业高压闪光灯体系、安全操控体系、脉冲雷达、轿车安全气囊发射、应急频闪灯、安全/存货操控体系和雷管等都需求在一个电容器的两头发生一个高电压。怎样规划一个牢靠性、本钱、安全性、尺度和功用都优异的高压电源便是规划师必需应对的首要妨碍。不过,凌力尔特公司最近推出的 LT3751 极大地简化了这一问题。

  LT3751是全功用反激式操控器,用来对大型电容器敏捷充电到1000V,是之前推出的LT3750的第二代版别。其添加的功用包含从变压器的主或副端检测输出电压,承受更高的输入电压,一起具有更高的可编程性和更多维护功用。LT3751驱动一个外部N沟道MOSFET,能够在不到1s的时间内将一个1000μF的电容充到500V。此外,它还能够为主端输出电压检测而装备,无须光耦合器。关于更低噪声和更严厉的输出调理运用而言,一个为输出电压分压的电阻分压器网络能够用来调理输出,然后使该器材十分合适满意高压电源的要求。一起,可调变压器匝数比和两个外部电阻使输出电压调整大为简化。此外,LT3751还有一个经过串联电阻供电的内部60V并联稳压器,能够在 4.75~400V的输入电压规模内作业。这答应最终用户承受一个极宽的输入电源规模,其VCC输入承受规模为5~24V。

  LT3751作业于临界形式,这种形式介于接连导通形式(CCM)和不接连导通形式(DCM)之间。临界形式操控最大极限地减少了转化损耗和变压器尺度,在为一个容性负载供电时十分简略完成电流平稳上升而不会进入限流状况。临界形式的另一个优势是,它处理了运用电压形式或PWM办法时或许呈现的大信号安稳性问题,能够供给88%的功率以及快速瞬态呼应。输出电压调理由一起选用峰值主端电流调制和占空比调制的双路堆叠调制来完成。

  图1电路显现了LT3751的运作办法。其输出电压经过变压器的主端绕组检测。这种主端输出电压检测仅运用一个部件便坚持了阻隔效果,并且结构简略。输出电压在RVOUT引脚上被检测,并经过R8、R9和变压器匝数比的挑选来调理。这一阻隔电路运用片上差分 DCM比较器,以12~24V输入电压将一个电容器充至450V。

  DCM比较器的差分作业形式答应LT3751精确地用400V乃至更高的电压作业。此外,需求VOUT比较器和DCM比较器完成4.75V的低输入电压,一起运用一个逻辑电平外置MOSFET。这答运用户承受一个极宽的电源规模。让LT3751作为一个电容器充电器作业仅需求5个外置电阻。输出电压跳变点(VOUT)能够用下述公式在50~450V规模内调理。

  一旦到达已设定的输出电压跳变点,LT3751就中止给输出电容器充电。充电周期经过切换CHARGE引脚来操控。输出电容器的最高充电/放电速率受变压器中温度改变和外部 MOSFET功耗的约束。图1中,在没有空气活动的状况下约束变压器表面温度高于环境温度40℃需求均匀输出功率低于或等于40W。

  其间,VOUT是输出跳变电压,VRIPPLE是输出纹波电压,freq是充电/放电频率。经过让变压器体积加大和供给强制空气冷却,能够进步最大可用输出功率。关于输出电压高于450V的状况而言,有必要用一个有更高匝数比和更高主端电感的变压器替代图1中的变压器。图2显现一个在不到100ms时间内充电到400V的100μF输出电容器的充电波形和均匀输入电流。

  LT3751的另一个有用功用是在非阻隔运用中将一个低压电源变换成一个高压电源。这是经过在输出电压到FB引脚和地之间设置一个电阻分压器网络来完成的。这使得LT3751作为一个稳压器作业。该办法答应更精密的输出电压调理和更低的输出纹波电压。经过运用一个光耦合器来闭合反应环路,这个电路能够转化成一个具直接输出电压检测的阻隔反激式电路。图3显现了LT3751作为一个非阻隔转化器的景象以及有关的功率/调理曲线。功率在满负载时添加到88%,并且在5~100mA之间坚持0.25%的负载调理。

  充电到高压的大型电容器假如处置不妥或许会发生破坏性极大的能量。用LT3751规划任何运用时,恪守恰当的安全措施特别重要。规划师有必要树立给输出电容器安全放电的放电电路。此外,相邻走线的高压节点之间需求足够的空间,以满意印刷电路板电压击穿要求。

  LT3751具有安全性和牢靠性功用,包含两套面向VTRANS和VCC输入的欠压闭锁(UVLO)和过压闭锁(OVLO)。这答运用户在输入电压处于不安全作业规模时避免电源接通。当输入电压不在用户可设定的安全作业规模内时,FAULT引脚变有用。此外,LT3751还有过热闭锁维护功用,并在无负载时进入突发形式作业。LT3751在稳压装备中有内部补偿的反应环路,简化了安稳性补偿。它还有一个片上DONE引脚,当到达输出电容器充电电压时,DONE引脚有用。此外,CHARGE引脚发动一个新的充电周期或在电压调理形式下发动该器材。一个106mV差分电流检测门限能精确地约束峰值开关电流,并答应运用低功率主端电流检测电阻。

  运用栅极驱动器时有4个首要的要素:输出电流驱动才能、峰值输出电压、功耗以及传输推迟。LT3751配备有一个1.5A的推挽主驱动器,足够为80nC栅极供电。

  大多数分立MOSFET都有一个20V的栅极至源极限压。驱动一个高于20V的MOSFET或许引起内部栅极氧化层短路,然后形成永久性损坏。为了处理这个问题,LT3751有一个内部可选5.6V或10.5V栅极驱动器钳位。无须外部组件,乃至无须电容器。只需简略地将CLAMP引脚连接到地就能完成10.5V作业,或将其连接到VCC就能完成5.6V运作。内部钳位不只维护外部MOSFET免受损坏,并且还减少了注入栅极的能量。这进步了整体功率,并降低了栅极驱动器电路的功耗。

  正如前面说到的那样,差分DCM和VOUT比较器答应该器材从高输入电压精确作业。图4显现了一个全波桥式整流离线电容器充电器。变压器供给主到副端阻隔,输出电压在主端变压器绕组上检测。高于80V的输入电压需求在DCM和VOUT比较器上运用电阻分压器。图4所示电路作业在100~400V的DC输入电压下。

  留意,添加R14、R15和Q1来维护外部M1 MOSFET,避免超越最大脉冲额定值。在通常状况下,该MOSFET漏极节点上存在的总等效电容必需求放电。因为这个节点开始或许被充电至超越400V,那么当FET初次接通时就会呈现极大的电流尖峰,这或许永久性地损坏该FET。此刻,可刺进R14以设置最大电流尖峰:



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