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瞬间高功率输出的精简化解决方案.PDF

瞬间高功率输出的精简化解决方案.PDF

上传者: qmd01 2011-06-25 评分1 评论0 下载7 收藏0 阅读量197 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《瞬间高功率输出的精简化解决方案pdf》,可适用于电子通讯领域,主题内容包含极精简节能的瞬间高功率输出解决方案作者:杨镇纶,通嘉科技股份有限公司手工具机、喷墨式印表机及硬碟机等马达性负载启动瞬间需要较高的启动电流因此,此类产符等。

极精简节能的瞬间高功率输出解决方案作者:杨镇纶,通嘉科技股份有限公司手工具机、喷墨式印表机及硬碟机等马达性负载启动瞬间需要较高的启动电流因此,此类产品的电源供应器在启动瞬间要能提供较高的功率(Peakpower)输出但平时工作状态时所需的功率却又远低于启动瞬间所需功率。面对如此大范围变化的功率需求若以启动瞬间的条件来设计变压器会造成平时工作状态的过度设计(Overdesign)而增加设计成本因此应用需求与设计成本之间的取舍往往造成设计上的困难。为了对这些需求进行最佳化设计以下我们将针对需求特性及原理进行分析。根据法拉第定律返驰式转换器(Flybackconverter)的能量转换公式如式()所示由以下公式中我们可以看出一次侧的峰值电流变化量受到输入电压(VI)、电感感量(L)、导通时间(DON)以其操作频率(FSW)等参数影响。以前述例子而言启动瞬间需要较大的启动电流(IP)因此开关导通时间会随着负载不断增加使得峰值电流变化(IP)也随之上升此时磁通量密度可能会因为过大的峰值电流变化而超过其承载上限值(BMAX)造成变压器饱和产生短路线现象导致一次侧峰值电流急速增加而毁损周边原件如图所示。FLDVIswoniP=……公式()IP一次侧峰值电流变化量VI输入电压DON开关导通时间L一次侧电感感量FSW关关切换频率峰值电流快速增加ΔIP图、变压器饱和现象由公式()中可得知峰值电流变化和开关切换频率呈反比关系如公式()所示。若将开关切换频率随负载增加而提升(图)能够有效抑制峰值电流的变化量不仅可提供瞬间高瓦特数输出提升瞬间的启动能力更能降低变压器在启动瞬间的磁通缩小元件尺寸并降低成本。IFPSW……公式()Load(A)XFsw(Hz)XX图依据负载调整开关切换频率目前市面上PWMIC并无专门针对此应用的解决方案若要满足上述需求皆需要增加周边应用电路。因此以下特别使用一款符合这样需求的产品LD来做说明。LD为一电流模式控制IC整合了过电压保护(OVP)、过温保护(OTP)及过载保护(OLP)等保护功能同时也具备了可调式软启动(SoftStart)、电压过低锁定(UVLO)、内建输出PWM频率跳动及前缘突波遮蔽(LEB)等功能。另外LD拥有低启动电流(<µA)及轻载运作时极低的操作电流(<mA)如此较传统电流模式控制设计能达到更精简及节能要求。以W(VA)应用为例当Peakpower需求达到W(VA)时LD将原有PWM频率由KHz提升至KHz避免变压器产生饱和现象不仅可以满足瞬间较高瓦特数需求更能有效降低最大磁通量密度(BMAX)达如下图所示。图、LD与一般PWMIC比较这一款LD另外提供了软启动时间及过载保护延迟时间调整的功能可满足各种不同产品的应用需求。如图所示透过调整CT脚位上的电容可调整下列参数:软启动时间(SoftStarttime):有效降低MOSFET上尖波电压(Spike)大小。过载保护延迟时间(OLPdelaytime):以满足各种不同的Peakpower时间需求同时兼顾系统应用的安全性。一般PWMICkHz支援Peakpower輸出的LDkHzVacIo:AIp:ABMAX:GaussVacIo:AIp:ABMAX:Gauss減低CT=µCT=µ软启动msms启动时OLP延迟时间msmsOLP延迟时间msms图、软启动时间及过载保护延迟时间调整应用实例若使用传统PWMIC来实现上述功能往往需要增加许多周边电路不仅增加设计时间与材料成本电路可靠度也是一大问题。如图所示LD成功了整合应用所需电路提供了极精简化设计的解决方案让工程人员能更快速的完成产品设计。图、LD高功率输出解决方案与传统应用差异比较结论:利用LD瞬间高功率输出解决方案实验结果达成瞬间高功率输出并降低变压器设计成本在应用需求与设计成本之间取得最好的平衡点。另外若调整它的的软启动时间及过载保护延迟时间即可满足各种不同产品的应用需求。低启动电流(<µA)及轻载运作时只消耗了非常低的操作电流(<mA)这款产品和传统电流模式控制相较,设计更精简、节能符合EnergyStar等各国相关节能规范要求。由LD提供的高可靠度周边应用线路整合解决方案来看精简化的电路能有效减少工程人员的设计时间及降低材料等设计成本大幅缩短专案开发所需时程。

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