開關(guān)電源第4章課件

第4章單片開關(guān)電源4.1典型單片開關(guān)電源4.2同步整流技術(shù)的低壓大電流開關(guān)電源4.3移動(dòng)電子設(shè)備電源集成電路4.4特殊用途開關(guān)電源4.1典型單片開關(guān)電源

4.1.1LM25××系列單片開關(guān)電源

1.可調(diào)五端單片開關(guān)電源LM2576ADJ

LM2576ADJ為一種典型的單片開關(guān)電源，其基本技術(shù)參數(shù)如下：最大允許輸入電壓為45V，額定輸出電壓范圍為4.75～40V，反饋控制電壓為1.23V，反饋電壓變動(dòng)范圍為1.217～1.243V，最大輸出峰值電流為5.8A，平均負(fù)載電流為3A，開關(guān)頻率為52kHz，效率為77％。LM2576ADJ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖4-1。其內(nèi)部有基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器輸出的1.24V基準(zhǔn)電壓，獨(dú)立的振蕩器輸出52kHz的固定頻率脈沖，在比較器內(nèi)部與誤差放大器輸出完成脈寬調(diào)制，PWM脈沖經(jīng)與門控制輸出與之脈寬相同的矩形波；輸出驅(qū)動(dòng)器設(shè)有關(guān)斷電路，由⑤腳開關(guān)電平進(jìn)行控制，通過此功能可實(shí)現(xiàn)輸出過壓、過流保護(hù)。芯片內(nèi)還設(shè)有超溫保護(hù)，若芯片內(nèi)部溫度大于125℃，則自動(dòng)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)輸出。LM2576ADJ輸出電壓可調(diào)；當(dāng)負(fù)載電流為1A時(shí)，脈沖紋波小于20mV，輸出阻抗不大于0.1Ω；芯片和散熱器支架熱阻為2℃／W。為了使穩(wěn)壓器正常工作，最小負(fù)載電流不大于100mA。2.LM2576ADJ的應(yīng)用

LM2576ADJ的典型應(yīng)用電路如圖4-2所示。

LM2576ADJ各腳功能如下：

①腳為直流電壓輸入端，輸入電壓最高為45V。若由低壓交流整流供電，為了避免空載時(shí)電壓超出45V，交流輸入電壓應(yīng)不高于32V。

②腳為脈沖輸出端，最大輸出5.8A的調(diào)寬脈沖。在正脈沖持續(xù)期，二極管V截止，脈沖電流向L存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量，同時(shí)向負(fù)載提供直通電流，并向C充電。在脈沖截止期，L釋放磁場(chǎng)能量，產(chǎn)生右正左負(fù)的感應(yīng)電勢(shì)使V導(dǎo)通，繼續(xù)向C充電，并向負(fù)載提供不間斷的電流。輸出電壓值取決于輸出脈沖的幅度和占空比。圖4-2LM2576ADJ的典型應(yīng)用電路③腳為輸入/輸出級(jí)共地端。

④腳為脈沖寬度控制端。當(dāng)④腳電位升高時(shí)，輸出脈沖寬度減小，使輸出電壓降低。電路中由R3+R4、R1組成輸出電壓取樣分壓器，通過調(diào)整R3(細(xì)調(diào))和R4(粗調(diào))，可改變輸出電壓值。在上述控制過程中，輸出電壓Ui的表達(dá)式為(4-1)當(dāng)輸入電壓和負(fù)載變動(dòng)時(shí)，④腳電壓可以在1.217～1.243V之間變化，以穩(wěn)定輸出電壓。3.單片開關(guān)電源LM2577ADJ

升壓型單片開關(guān)電源LM2577ADJ與LM2576ADJ的內(nèi)部電路幾乎相同，其最高輸出電壓為60V，內(nèi)部開關(guān)管為NPN型，UCEO>65V，ICEO>3A，最大輸出電流為1A。其輸入輸出的應(yīng)用要求是，在輸出電壓Uo≤60V的條件下，同時(shí)要求Uo<10Ui。其應(yīng)用電路如圖4-3所示。圖4-3LM2577ADJ的應(yīng)用電路LM2577ADJ的①腳為誤差放大器輸出端，外接頻率補(bǔ)償RC電路。因?yàn)閮?nèi)部PWM比較器的反相輸出端受控于誤差放大器的輸出，所以此RC電路有軟啟動(dòng)功能。開機(jī)后，輸出電壓尚未建立時(shí)，取樣放大器輸出高電平向C充電。隨C充電過程，①腳電位緩慢升高，脈沖寬度逐漸增大，直到輸出端被穩(wěn)定于額定電壓。R、C分別為4.7kΩ和0.22μF。⑤腳為電壓輸入端，允許輸入電壓范圍為4～40V。芯片內(nèi)部設(shè)有輸入電壓欠壓保護(hù)電路，以免輸入電壓過低達(dá)不到升壓額定電壓時(shí)脈沖寬度急劇增大引起開關(guān)管電流過大而損壞。為了避免此現(xiàn)象發(fā)生，欠壓保護(hù)的閾值隨輸出電壓而改變。其誤差檢測(cè)放大器輸入內(nèi)部基準(zhǔn)與LM2576ADJ相同，②腳為取樣輸入端，由R1、R2分壓對(duì)輸出電壓取樣。1.L4962組成的可調(diào)穩(wěn)壓開關(guān)電源電路

L4962的內(nèi)部電路集成有5.1V的基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器、鋸齒波發(fā)生器、PWM比較器、誤差放大器和功率開關(guān)等。為了提高可靠性，還設(shè)有過流限制和芯片過熱保護(hù)電路。L4962的鋸齒波發(fā)生器外接并聯(lián)的定時(shí)電路RT、CT，振蕩頻率可以由下式確定：(4-2)式中的單位是，f為kHz，RT為kΩ，CT為μF。當(dāng)L4962的工作頻率要求在50kHz以上時(shí)，CT在1000～3300μF之間選擇，RT在1～27kΩ之間選擇。頻率過低，濾波電容體積將增大，紋波率也將增大。

L4962的應(yīng)用電路如圖4-4所示。這是一個(gè)5～15V連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓開關(guān)電源電路，輸入電壓經(jīng)C1濾波，進(jìn)入⑦腳，R4、R3組成反饋電路。腳接R2、C3并聯(lián)電路，確定工作頻率。腳接電容C4，使電源具有軟啟動(dòng)功能，C4若為

2.2μF時(shí)，軟啟動(dòng)時(shí)間約為100ms。②腳為輸出端，通過調(diào)整取樣分壓器R3/(R4+R3)可設(shè)定輸出電壓。圖4-4L4962的應(yīng)用電路圖4-5W296組成的降壓開關(guān)電源電路圖4-5中有兩個(gè)過壓保護(hù)電路：第一個(gè)是用于輸出電壓的過壓保護(hù)電路，①腳從5V輸出端取樣,當(dāng)輸出電壓超出5V時(shí)，腳輸出高電平，經(jīng)V2送入⑥腳，使電源關(guān)斷;第二個(gè)是有延遲時(shí)間動(dòng)作的保護(hù)，用于輸入電壓過壓保護(hù),雖然W296允許輸入電壓為10～40V，但如果降壓輸出電壓為5V，最好限定輸入電壓，以便在開關(guān)管功耗允許范圍內(nèi)向負(fù)載提供最大電流。因此圖4-5電路中將輸入電壓限定于10～15V。電阻R1、R2對(duì)Ui分壓送入腳。當(dāng)Ui>15V時(shí)，腳內(nèi)部保護(hù)電路動(dòng)作而開路，腳通過R3得到高電平，同時(shí)經(jīng)V1送入⑥腳，開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)脈沖被關(guān)斷。腳外接電容使腳輸出高電平延遲100ms，在輸入電壓為輸入降壓整流時(shí)，以免瞬間電壓升高使電路誤動(dòng)作。3.W296Z組成的延遲動(dòng)作保護(hù)電路

W296具有延遲動(dòng)作保護(hù)功能，可用于輸出過流、短路保護(hù)電路。圖4-6所示為由W296Z組成的延遲動(dòng)作保護(hù)電路。該電路增設(shè)小阻值取樣電阻R2，串聯(lián)接在輸出負(fù)載電路中。當(dāng)負(fù)載電流超限時(shí)，VT立即導(dǎo)通，其集電極輸出高電平經(jīng)V3送入腳，腳輸出延時(shí)后，通過V1輸入⑥腳,啟動(dòng)保護(hù)電路。為了使短路保護(hù)動(dòng)作更快，腳外接C1為

0.22μF左右，保持大約10ms的延時(shí)。其目的是防止接通電源瞬間C2的充電峰值電流使電路誤動(dòng)作。該系列單片開關(guān)電源也可變通用于升壓變換、外接擴(kuò)流開關(guān)管擴(kuò)流、極性反轉(zhuǎn)等開關(guān)電源中，應(yīng)用時(shí)只需注意內(nèi)部開關(guān)管極限電壓、取樣輸入電壓和5V基準(zhǔn)電壓的關(guān)系，即可方便地設(shè)計(jì)出適合自己需要的電路。4.1.3它激式低壓?jiǎn)纹_關(guān)電源MC78S40

它激式降壓開關(guān)電源與自激式不隔離降壓開關(guān)電源的區(qū)別是，前者由專用集成化器件控制開關(guān)管導(dǎo)通期的能量存儲(chǔ)過程。MC78S40就是一種典型的集成器件，圖4-7是MC78S40的內(nèi)部電路以及由其組成的5V／3A開關(guān)穩(wěn)壓器。其內(nèi)部包括振蕩器、輸出電壓誤差比較器、1.25V基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、受控于與門的RS觸發(fā)器和達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)等。其技術(shù)指標(biāo)如下：最高輸入電壓為40V，驅(qū)動(dòng)級(jí)開關(guān)電流為1.5A，基準(zhǔn)電壓輸出為1.25±0.005V，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)級(jí)開關(guān)管飽和壓降為1.3V，最大功耗為1.5W，過流保護(hù)動(dòng)作電壓為350mV。圖4-7MC78S40的內(nèi)部電路及由其組成的穩(wěn)壓器④、⑥、⑦腳接內(nèi)部備用運(yùn)放,供保護(hù)電路或作為外電路控制。該電源中利用外接調(diào)整管TV2組成耗能型12V輸出串聯(lián)穩(wěn)壓器，內(nèi)部運(yùn)放作為取樣比較器，其正向輸入端(⑥腳)接入1.25V基準(zhǔn)電壓，反相輸入端(⑦腳)由R3、R4對(duì)12V穩(wěn)壓輸出分壓取樣。比較器輸出端(④腳)控制調(diào)整管VT2的基極穩(wěn)定12V輸出，該路為耗能式穩(wěn)壓器，故12V負(fù)載電流小于0.2A。

⑤腳為集成電路供電檢測(cè)端，最高可輸入40V電壓，經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓后，向運(yùn)放和基準(zhǔn)電壓源提供工作電壓。

⑧腳接內(nèi)部基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，輸出1.25±0.005V的高精度基準(zhǔn)電壓。⑨、⑩腳接內(nèi)部控制環(huán)路的取樣比較器，正向輸入端(⑨腳)接入1.25V基準(zhǔn)電壓，反相輸入端(⑩腳)經(jīng)R1、R2對(duì)

5V輸出電壓取樣。當(dāng)5V輸出電壓升高時(shí)，取樣比較器輸出低電平，觸發(fā)器S端關(guān)閉輸出脈沖，使輸出電壓下降。比較器輸出高電平時(shí)，RS觸發(fā)器使驅(qū)動(dòng)級(jí)導(dǎo)通，以調(diào)整脈沖占空比的方式穩(wěn)定輸出電壓。

腳為輸入／輸出電壓接地端。

腳為振蕩器外接定時(shí)電容端，以設(shè)定振蕩器的頻率。當(dāng)外接電容為1000pF時(shí)，振蕩頻率為25kHz。

腳為集成電路內(nèi)部控制系統(tǒng)供電端，最高輸入電壓

40V。腳為振蕩器控制端,以控制系統(tǒng)供壓。當(dāng)該腳電壓低于350mV時(shí)，振蕩器被關(guān)斷。該電源中此功能被用于過流保護(hù)，開關(guān)管VT1的發(fā)射極通過0.068Ω電阻供電。當(dāng)某種原因使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間過長(zhǎng)，電阻上壓降大于350mV時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)管導(dǎo)通電流大于5A，振蕩器停振

保護(hù)。

、腳為兩只達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)管的集電極引出端，外接NPN開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。

在上述開關(guān)電源中，對(duì)續(xù)流二極管的大電流損耗不容忽視。普通二極管當(dāng)正向?qū)顟B(tài)突然加入反向電壓時(shí)，并不能立即關(guān)斷，而有一反向恢復(fù)時(shí)間。在反向恢復(fù)時(shí)間內(nèi)，開關(guān)管集電極對(duì)地短路，增大了開關(guān)管損耗。即使采用快恢復(fù)二極管縮短反向恢復(fù)時(shí)間，普通二極管的正向壓降在大電流狀態(tài)下也會(huì)使損耗增大。因此最理想的方法是采用肖特基二極管，其反向恢復(fù)時(shí)間小于200ns，正向壓降為0.2～0.3V。圖4-8MC34063的內(nèi)部電路

2.MC34063組成的降壓開關(guān)電源

圖4-9為MC34063組成的降壓開關(guān)電源，其外圍元件少，組合比較合理。這種降壓開關(guān)電源主要由儲(chǔ)能電感L、續(xù)流二極管V和濾波電容C組成，又稱為L(zhǎng)DC降壓電路。MC34063的開關(guān)頻率由CT設(shè)定，其允許范圍為100Hz～100kHz。其限流電阻RSC可按動(dòng)作電壓330mV設(shè)置。其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)輸出管的最大電流為1.5A，最高輸入電壓可達(dá)40V。無負(fù)載時(shí)，初級(jí)電流為8～18mA。5V輸出電壓由取樣電路R1、R2設(shè)定，取樣電壓送入⑤腳內(nèi)部比較器的反相輸入端，正相輸入端接入1.25V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，取樣電壓低于基準(zhǔn)電壓，比較器輸出高電平，將內(nèi)部與門接通，振蕩器的輸出通過與門將觸發(fā)器置位，其輸出端Q輸出高電平，開關(guān)管導(dǎo)通輸出1.5A電流，向儲(chǔ)能電感L存儲(chǔ)磁能，并向負(fù)載提供電流。隨后，振蕩脈沖的下降沿使觸發(fā)器復(fù)位輸出，開關(guān)管截止，L釋放能量，使V導(dǎo)通繼續(xù)向負(fù)載提供電流。在開關(guān)管導(dǎo)通期間，如果輸出電壓上升超過5V，取樣電壓將隨之升高，使比較器輸出低電平，關(guān)閉與門，振蕩器輸出被阻斷，觸發(fā)器無輸出，開關(guān)管被關(guān)斷。通過上述調(diào)整過程，使輸出電壓保持穩(wěn)定。圖4-9MC34063組成的降壓開關(guān)電源3.MC34063組成的升壓開關(guān)電源

圖4-10所示為MC34063組成的有擴(kuò)流開關(guān)管的升壓開關(guān)電源。電源接通時(shí)，在開關(guān)管導(dǎo)通期，輸入電壓經(jīng)開關(guān)管直接加在L兩端，向L存儲(chǔ)能量。當(dāng)開關(guān)管截止時(shí)，L的自感電勢(shì)與輸入電壓串聯(lián)疊加，經(jīng)二極管V向C充電。負(fù)載上得到的輸出電壓除與輸入電壓成正比外，還與L自感電勢(shì)的脈沖占空比有關(guān)，因此對(duì)輸出電壓取樣送入⑤腳,控制開關(guān)管VT的導(dǎo)通／截止時(shí)間比，即可穩(wěn)定輸出電壓。圖4-10MC34063組成的有擴(kuò)流開關(guān)管的升壓開關(guān)電源4.MC34063組成的極性反轉(zhuǎn)電路

圖4-11所示為MC34063組成的極性反轉(zhuǎn)電路。MC34063的②腳內(nèi)部脈沖輸出管發(fā)射極接入儲(chǔ)能電感L，當(dāng)內(nèi)部開關(guān)

管導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓經(jīng)開關(guān)管集電極和發(fā)射極向L存儲(chǔ)能量，此時(shí)二極管V是截止的，負(fù)載兩端無電壓。當(dāng)開關(guān)管截止時(shí)，L自感電勢(shì)使V導(dǎo)通輸出負(fù)電壓，經(jīng)C濾波，向負(fù)載供電。為了穩(wěn)定輸出電壓，利用精密運(yùn)放A將負(fù)極性取樣電壓反相后，再送入⑤腳。

上述應(yīng)用中無論是升壓電路還是降壓電路，都可以將儲(chǔ)能電感L加裝次級(jí)繞組，使之成為脈沖變壓器。在次級(jí)繞組加入整流濾波電路后，可以得到正極性或負(fù)極性的另一組輸出電壓。圖4-11MC34063組成的極性反轉(zhuǎn)電路4.2同步整流技術(shù)的低壓大電流開關(guān)電源

同步整流技術(shù)是通過控制功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)整流功能的，一般驅(qū)動(dòng)頻率固定在200kHz以上，門極驅(qū)動(dòng)可以采取交叉耦合或外加驅(qū)動(dòng)信號(hào)配合死區(qū)時(shí)間控制來實(shí)現(xiàn)。由于其成本較高，因此目前僅在技術(shù)含量較高的電源模塊中得到應(yīng)用。圖4-12所示為同步整流原理示意圖。圖4-12同步整流原理示意圖4.2.1UC3842控制的同步整流電路

圖4-13所示為使用它激式驅(qū)動(dòng)電路UC3842組成的5V/10A開關(guān)電源。其基本技術(shù)參數(shù)如下：輸入電壓為8～16V，輸出電壓為5V，最大負(fù)載電流為10A，輸出端脈沖紋波峰值小于80mV，輸入電壓、負(fù)載電流以及環(huán)境溫度在額定范圍內(nèi)變化時(shí)輸出電壓變動(dòng)小于2%，環(huán)境溫度為－10～+70℃，變換器頻率為120kHz，在允許的輸入電壓范圍內(nèi)，負(fù)載電流最大時(shí)開關(guān)電源的平均效率為95％。圖4-13基于同步整流技術(shù)的電源電路設(shè)驅(qū)動(dòng)脈沖在tn期間，變換器開關(guān)管導(dǎo)通，向電感存儲(chǔ)磁能，存儲(chǔ)能量正比于tn的脈沖寬度。在驅(qū)動(dòng)脈沖tn截止后，經(jīng)過設(shè)定的死區(qū)時(shí)間tD，脈沖間歇期的低電平輸出通過控制電路，使續(xù)流二極管上并聯(lián)的開關(guān)管導(dǎo)通。低內(nèi)阻的MOSFET管漏、源極并聯(lián)接入續(xù)流二極管，使電路等效內(nèi)阻大幅度降低，儲(chǔ)能電感能量釋放電流增大，向負(fù)載放電。死區(qū)時(shí)間的設(shè)定，是為了避免兩只不同功能開關(guān)管形成瞬間共態(tài)導(dǎo)通，造成供電電路短路損壞開關(guān)管。由于MOSFET管無存儲(chǔ)效應(yīng)，可以將死區(qū)時(shí)間tD設(shè)置短一些，更利于在穩(wěn)壓電路的控制下大范圍改變脈寬速度，以實(shí)現(xiàn)更大的穩(wěn)壓范圍。UC3842采用脈沖寬度調(diào)制方式穩(wěn)定輸出電壓，其各腳功能及外圍元器件作用如下：

①腳為內(nèi)部誤差比較器的誤差檢測(cè)輸出端，在集成電路內(nèi)部控制脈寬調(diào)制器。外電路接入R2作為負(fù)反饋電阻，以穩(wěn)定增益。C8作為頻率特性校正，避免比較器產(chǎn)生自激。

②腳為比較器正向輸入端。穩(wěn)壓器輸出5V電壓，由R4、R1分壓，正常穩(wěn)壓狀態(tài)為2.5V取樣電壓。比較器的反向輸入端在集成電路內(nèi)部，由5V基準(zhǔn)電壓分壓得到2.5V基準(zhǔn)電壓。③腳為高電平保護(hù)輸入端，其輸入電平保護(hù)閾值為1V。在1V以下，可以控制輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的脈寬；若達(dá)到1V，則瞬間關(guān)斷輸出脈沖。在圖4-13中，由電流互感器T1對(duì)開關(guān)管VT2導(dǎo)通電流取樣，經(jīng)V1整流，R5、R6分壓后，送入集成電路③腳作為開關(guān)管過流保護(hù)。電容器C11為高次諧波旁路電容，以避免脈沖尖峰使保護(hù)電路誤動(dòng)作。

④腳為內(nèi)部振蕩器的外接定時(shí)電路端子，5V基準(zhǔn)電壓通過電阻向電容器C10充電。R3、C10設(shè)定振蕩器的脈沖頻率為120kHz。

⑤腳為共地端。

⑥腳為PWM驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端，用以驅(qū)動(dòng)P-N溝道對(duì)管VT1組成的移相驅(qū)動(dòng)器。⑦腳為供電端，接入8～16V輸入電壓。

該電路的同步整流器由VT1、VT2和VT3組成。開關(guān)管VT2為P溝道FET管IRF4905，其漏-源極導(dǎo)通電阻為20MΩ,關(guān)斷時(shí)間為80ns。開關(guān)管VT3為N溝道FET管IRF3205，其導(dǎo)通電阻為8MΩ，其漏、源極并聯(lián)接在續(xù)流二極管V2兩端。V2為反壓10V、最大電流30A的肖特基二極管，當(dāng)負(fù)載電流最大時(shí)，其飽和壓降在0.5V左右。VT3導(dǎo)通后，與V2并聯(lián)，將飽和壓降降低到100mV，大大降低了開關(guān)管的損耗。為了實(shí)現(xiàn)VT2、VT3的輪流導(dǎo)通，電路中由雙場(chǎng)效應(yīng)管VT1組成驅(qū)動(dòng)脈沖相位分離電路。VT1內(nèi)部由P溝道和N溝道FET對(duì)管組成。當(dāng)UC3842⑥腳輸出驅(qū)動(dòng)脈沖為高電平時(shí)，VT1內(nèi)部P溝道FET管截止，N溝道FET管導(dǎo)通，VT2柵極通過R7、VT1的⑦腳和①腳得到電壓，VT2導(dǎo)通，輸入電

壓通過VT2源-漏極加到L2左端，由電源向L2存儲(chǔ)磁能，同時(shí)向負(fù)載供電，電流呈線性增長(zhǎng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖達(dá)到截止點(diǎn)時(shí)，C12充電電壓最大。在VT2導(dǎo)通的同時(shí)，VT1導(dǎo)通，其⑦腳和①腳將VT3柵-源極短路，使VT3截止。在L2存儲(chǔ)能量期間，VT2也反偏截止。在驅(qū)動(dòng)脈沖的截止期，UC3842⑥腳輸出低電平，VT1內(nèi)部P溝道FET管導(dǎo)通，將VT2的柵-源極短路。此時(shí)VT1的N溝道FET管截止,使VT2也截止，L2釋放磁場(chǎng)能量，V2正偏導(dǎo)通，VT1的⑤腳漏極輸出高電平經(jīng)過R7，使VT3導(dǎo)通，其漏-源極低內(nèi)阻并聯(lián)在續(xù)流二極管V2兩端，使L2的釋放電流增大。在此部分電路中，利用MOSFET管的快速開關(guān)特性對(duì)VT2、VT3的導(dǎo)通／截止進(jìn)行控制，使VT2、VT3開關(guān)損耗進(jìn)一步降低。由于L2在磁-電的存儲(chǔ)／釋放過程中難免形成開關(guān)脈沖紋波，因此電路中濾波電容C12采用6只100μF的電容并聯(lián)，該方式可以有效地降低電解電容的分布電感，使其高次諧波的濾波性能更好。4.2.2具有同步整流功能的專用集成電路

同步整流電路不僅使大電流開關(guān)穩(wěn)壓器效率提高，還使小型化移動(dòng)電子設(shè)備的溫升降低，是小型電源的理想元件。圖4-14所示為MAX796組成的兩組輸出直流開關(guān)變換器。

MAX796的各腳功能及電路工作原理如下：

①腳(SS)為軟啟動(dòng)控制輸出端，外接軟啟動(dòng)充電電容。

②腳(SECFB)為輔助輸出端，12V／250mA輸出的取樣由此端輸入。

③腳(REF)接內(nèi)部基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓電路，外接旁路電容。

④腳(GND)為共地端。

⑤腳(SYNC)為外同步輸入端，如不用外同步，可與③腳連接。圖4-14MAX796組成的兩組輸出直流開關(guān)變換器⑥腳()為芯片關(guān)斷控制端，高電平開通，低電平關(guān)斷。關(guān)斷控制電流為10μA。

⑦腳(FB)為輔助輸出反饋輸出電壓端，經(jīng)電容濾波后，與開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的冷端(腳(VL))相連接，由二極管、電容形成自舉電路，目的是使開關(guān)管的柵極驅(qū)動(dòng)電容直流電位與其源極相等，除驅(qū)動(dòng)脈沖之外，開關(guān)管柵、源極無直流電位差。

⑧腳(CSH)、⑨腳(CSL)為過電流取樣電阻的取樣電壓輸入端。⑧腳為高電位端，⑨腳為低電位端。同時(shí)⑨腳還為輸出電壓反饋端，將信號(hào)送入集成電路內(nèi)部取樣分壓器。⑩腳(V+)為輸入電壓端，接入6.5～28V正電壓，向集成電路內(nèi)部提供工作電壓，同時(shí)在外電路向開關(guān)管、儲(chǔ)能電感供電。

腳(PGND)為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路接地端。

腳(DL)、腳(DH)為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)輸出端，輸出時(shí)序不同的正相驅(qū)動(dòng)脈沖。

腳(LX)為DH驅(qū)動(dòng)脈沖的低電位端，其直流電位與開關(guān)管源極相等。

腳(BGT)為DH、DL驅(qū)動(dòng)脈沖的中點(diǎn)輸出端。與MAX796性能相近的有同步整流高效DC/DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器UCC39421／39422，可構(gòu)成多模式PWM控制的高效變換器或低壓開關(guān)電源。該集成電路可以適應(yīng)極寬的輸入電壓，工作范圍在幾毫瓦到10W以上，提供大于95％的變換效率，在手機(jī)、尋呼機(jī)、PDA和其他移動(dòng)設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。所謂多模式PWM控制，是指該集成電路對(duì)輸出電壓高于輸入電壓時(shí)為升壓開關(guān)模式，當(dāng)輸出電壓低于輸入電壓時(shí)，可工作于降壓穩(wěn)壓狀態(tài)。不過，當(dāng)工作于降壓方式時(shí)，只能將儲(chǔ)能電感更換為有次級(jí)繞組的降壓脈沖變壓器，從脈沖變壓器得到降壓后整流輸出。UCC3942系列最低輸入電壓為1.8V，提供2.4～8V的輸出電壓。其內(nèi)部變換器工作頻率高達(dá)2MHz。為了提高功率輸出效率，內(nèi)部可編程的電流閾值比較器可控制工作頻率。當(dāng)?shù)凸β瘦敵鰰r(shí)，為PFM控制方式；當(dāng)中、高功率輸出時(shí)，則為PWM控制方式。內(nèi)部振蕩器還設(shè)有外同步輸入

端，可在固定負(fù)載下實(shí)現(xiàn)定頻率的PWM狀態(tài)。此外，其內(nèi)部還有可編程上電復(fù)位功能、欠壓檢測(cè)比較器和限流保護(hù)等輔助功能。UCC39421組成的升壓電路見圖4-15。圖中L1為儲(chǔ)能電感，因?yàn)殚_關(guān)頻率的提高，L1僅為2.2μH。VT1A為N溝道開關(guān)管。集成電路⑤腳輸出開關(guān)脈沖驅(qū)動(dòng)VT1A的柵極，VT1A導(dǎo)通，向L1存儲(chǔ)磁能。當(dāng)VT1A截止時(shí)，L1釋放能量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與輸入電壓串聯(lián)加到同步整流器P型FET管的漏極，同步整流器在VT1A截止時(shí)導(dǎo)通，輸出升壓后的5V／1.2A供電。圖4-15UCC39421組成的升壓電路UCC39421的各腳功能及外圍元件作用如下：

①腳為內(nèi)部死區(qū)時(shí)間控制電路的取樣輸入端。當(dāng)VT1A導(dǎo)通時(shí)，①腳呈現(xiàn)低電平，反之呈現(xiàn)高電平。此電平關(guān)系控制死區(qū)時(shí)間，防止VT1A、VT1B共態(tài)導(dǎo)通。

②腳為輸出電壓取樣輸入端，內(nèi)部取樣比較器根據(jù)輸出電壓的變化，控制PWM輸出脈沖的占空比，以穩(wěn)定輸出電壓。

③腳為同步整流電路驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端。當(dāng)開關(guān)管VT1A截止時(shí)，輸出低電平，驅(qū)動(dòng)脈沖使VT1B導(dǎo)通。因此UCC3942系列同步整流必須用P溝道FET管。

④腳為驅(qū)動(dòng)輸出電路參考地。⑤腳為開關(guān)管VT1A驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端。當(dāng)L1能量釋放完畢，輸出電壓開始降低時(shí)，VT1B截止，⑤腳輸出高電平驅(qū)動(dòng)脈沖，使N溝道開關(guān)管VT1A導(dǎo)通，開始下一個(gè)周期的能量存儲(chǔ)。此期間③腳輸出高電平使VT1B截止。

⑥腳為輸入電壓升壓后輸出電壓內(nèi)置超壓保護(hù)端，一旦PWM系統(tǒng)失控，將使輸出電壓超高，驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷，輸出電壓等于輸入電壓。

⑦腳為共地端。

⑧腳為控制端，高電平輸入為關(guān)斷模式，供電端電流降至5μA。⑨腳為過電流傳感器輸入端，輸入為電壓信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)管過電流保護(hù)，在VT1A源極接有源極電流取樣電阻R6。當(dāng)R6兩端壓降增大到限定IDS閾值時(shí)，R6壓降使⑨腳電壓升高，開關(guān)電路被關(guān)斷。該端另一功能是輸出低電流關(guān)斷功能。輸出電壓經(jīng)RS降壓取樣送入⑨腳，當(dāng)負(fù)載電流過小或空載時(shí)，勢(shì)必使輸出電壓有上升趨勢(shì)，此時(shí)⑨腳內(nèi)電路關(guān)斷驅(qū)動(dòng)器。

⑩腳為外同步脈沖輸入端。當(dāng)用于負(fù)載變化范圍小的設(shè)備時(shí)，使內(nèi)部振蕩器頻率鎖定于同步脈沖，以穩(wěn)定為PWM模式工作。

腳為振蕩器外接定時(shí)電阻R。腳為前級(jí)控制電路共地端。

腳為PFM模式控制取樣輸入端。輸入電壓經(jīng)R1、R2和R3分壓輸入腳，當(dāng)輕負(fù)載時(shí)，R2分壓值上升，啟動(dòng)內(nèi)部PFM電路控制穩(wěn)壓輸出，通過降低開關(guān)頻率方式降低電源低功率狀態(tài)的損耗。

腳為PWM反饋控制端。在50％額定負(fù)載以上或重負(fù)載情況下，腳電壓降低關(guān)斷PFM電路，PWM電路被啟動(dòng)。此時(shí)腳由R1和R2、R3分壓對(duì)輸出電壓取樣，控制PWM電路，使輸出電壓穩(wěn)定。

腳為比較器的相位補(bǔ)償電路端。

腳為輸入電壓選擇端。輸入電壓在芯片內(nèi)部與輸出電壓比較，以設(shè)定降壓模式或升壓模式。4.3移動(dòng)電子設(shè)備電源集成電路

近年來移動(dòng)電子設(shè)備日益增多，為了對(duì)其內(nèi)部功能電路提供多組不同的電壓值，必須采用DC/DC變換開關(guān)穩(wěn)壓器。因此，專用于電池供電設(shè)備的電源集成電路應(yīng)運(yùn)而生。此類開關(guān)電源除具有一般升／降壓穩(wěn)壓輸出功能以外，還要求有電平控制的關(guān)斷功能，以便使移動(dòng)設(shè)備在等待狀態(tài)可通過按鍵控制開／關(guān)機(jī)。根據(jù)供電功能電路的不同，單片電源集成電路也不同，一般通稱為電源管理系統(tǒng)，通?？煞譃橛猩祲汗δ艿膯纹煞€(wěn)壓電路、電池電壓檢測(cè)電路、充電器控制電路、LCD電源供電電路等?，F(xiàn)以升／降壓?jiǎn)纹煞€(wěn)壓電路為例介紹電源集成電路的原理及性能。4.3.1MAX744A電路

MAX744A為電源管理集成電路系列產(chǎn)品之一，是典型的PWM降壓變換器，在寬負(fù)載電流變化范圍內(nèi)(從10mA至額定電流)均有超過90％的效率，能有效地延長(zhǎng)電池的使用壽命，還能根據(jù)負(fù)載電流值自動(dòng)改變工作模式，在負(fù)載電流較大時(shí)，內(nèi)部穩(wěn)壓系統(tǒng)為PWM控制方式，以免儲(chǔ)能電感的高峰值電流引起分布電阻損耗；在輕負(fù)載時(shí)為PFM控制方式，以減小FET管柵極電荷損失，以免靜態(tài)電流消耗過大。此外，有控制工作模式的集成電路也可使之固定于PWM控制模式，以避免紋波頻率隨負(fù)載電流變動(dòng)。MAX744A內(nèi)部主要功能電路如圖4-15所示。MAX744A的工作頻率為159～212.5kHz，以避開對(duì)通信設(shè)備第二中頻455kHz的干擾。該集成電路允許輸入電壓為6～16V，輸出穩(wěn)定的5V電壓，負(fù)載電流達(dá)750mA，靜態(tài)電源電流僅為

1.7mA。當(dāng)SHDN端呈現(xiàn)低電平時(shí)，內(nèi)部電路處于關(guān)斷狀態(tài)，關(guān)斷電流僅需6μA。MAX744A內(nèi)部具有振蕩器、觸發(fā)器、PWM比較器、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、輸出驅(qū)動(dòng)器以及P溝道FET開關(guān)管。其工作原理與前述降壓開關(guān)電源的基本相同。主要的區(qū)別是：其一，內(nèi)設(shè)有過電流檢測(cè)電阻R，對(duì)開關(guān)管導(dǎo)通電流取樣；其二，內(nèi)設(shè)有軟啟動(dòng)控制電路，外接RC充電電路，接通電源瞬間，電容C兩端無電壓，軟啟動(dòng)控制端輸出低電平，該電平接入PWM比較器反相輸入端，使開機(jī)瞬間PWM比較器輸出為零，隨著C充電電壓上升，PWM電路輸出脈寬緩慢增大后，受控于誤差放大器的輸出；其三，內(nèi)設(shè)有供電電壓欠壓檢測(cè)電路，當(dāng)電池電壓低于下限允許值時(shí)，檢測(cè)比較器輸出高電平，通過非門關(guān)斷驅(qū)動(dòng)器的輸出脈沖。

MAX744A內(nèi)設(shè)輸出電壓取樣分壓電阻，因此其輸出電壓為固定的

5V。其應(yīng)用電路見圖4-16。圖4-16MAX744A應(yīng)用電路MAX744A各腳功能及外圍元件作用如下：

①腳為關(guān)斷控制端，高電平時(shí)為接通狀態(tài)，低電平時(shí)為關(guān)斷。

②腳內(nèi)接基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，外接0.01μF的旁路電容。

③腳為軟啟動(dòng)控制端，由510kΩ電阻和0.1μF電容組成軟啟動(dòng)電路，啟動(dòng)期間初始電壓

0V，啟動(dòng)完畢為輸入電壓。

④腳為取樣誤差放大器的取樣分壓端，接入誤差放大器反相輸入端。⑤腳為輸出電壓控制端，內(nèi)接取樣分壓電阻。如將⑤腳直接接到輸出電壓端，則輸出穩(wěn)壓值為5V；如果加入串聯(lián)電阻后接到輸出端，則輸出電壓可調(diào)整到大于5V或近似等于輸入電壓。

⑥腳為共地端。

⑦腳為開關(guān)管漏極輸出端，外接儲(chǔ)能電感L、續(xù)流二極管V和濾波電容C。

⑧腳為輸入電壓端，接入6～16V電壓和脈沖旁路電容器。4.3.2MAX767電路

MAX767是3.3V供電電源降壓變換器，當(dāng)輸入4.5～5.5V電壓時(shí)，輸出3.3V／10A的供電電壓。其靜態(tài)電流為0.7mA，備用狀態(tài)僅為120μA。MAX767的應(yīng)用電路見圖4-17。

MAX767各腳功能及外圍電路工作如下：

①腳為過流檢測(cè)輸入端，外接0.12Ω負(fù)載電流取樣電阻。

②腳為軟啟動(dòng)控制端，外接0.01μF充電電容，充電通路在集成電路內(nèi)部。

③腳為電源輸出控制端，高電平接通，低電平關(guān)斷。

④、⑦、腳為前級(jí)共地端。

⑤、⑥、腳空置。圖4-17MAX767的應(yīng)用電路⑧腳內(nèi)接基準(zhǔn)電壓，外接0.22μF旁路電容。

⑨腳為同步時(shí)鐘輸入端，不用時(shí)與⑧腳相連。

⑩、、腳為輸入電源隔離濾波器端，向集成電路內(nèi)部前級(jí)電路供電，RC用以濾除開關(guān)脈沖。

腳為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)級(jí)接地端。

腳為下管驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端。

腳為上管驅(qū)動(dòng)級(jí)的自舉升壓電路端，外接自舉升壓二極管和0.1μF的自舉電路電容。將上管驅(qū)動(dòng)脈沖的低參考點(diǎn)移動(dòng)到輸出中點(diǎn)，以使驅(qū)動(dòng)脈沖加到VT1柵、源極之間。腳為驅(qū)動(dòng)輸出電路中點(diǎn)端，相對(duì)于此點(diǎn)，腳和腳輸出時(shí)序不同的正向驅(qū)動(dòng)脈沖。

腳輸出脈沖先使VT1導(dǎo)通，待VT1關(guān)斷后，腳才輸出延后的正向驅(qū)動(dòng)脈沖使VT2導(dǎo)通，中間過程設(shè)有一定死區(qū)時(shí)間，以免VT1、VT2共態(tài)導(dǎo)通。

腳引出端有兩種功能：內(nèi)接取樣分壓電路對(duì)輸出取樣，同時(shí)又是過電流檢測(cè)電平的另一取樣端。4.3.3模式控制的CMOS低功耗集成電路

MAX639為有PWM和PFM模式控制自動(dòng)轉(zhuǎn)換的低功耗降壓開關(guān)穩(wěn)壓芯片。MAX639系列產(chǎn)品的內(nèi)部功能電路見圖4-18。

MAX639的基本降壓電路如圖4-19所示。當(dāng)輸入電壓為6.5～11.5V時(shí)，輸出(5±0.2)V／225mA的供電。當(dāng)負(fù)載為100mA時(shí)，最小壓降為0.5V，靜態(tài)輸入電流僅為10μA。電路中的欠壓檢測(cè)輸出功能②腳可作為電池欠壓指示，該電路中未用。如果在①～⑦腳外接分壓電壓使取樣電壓升高，也可輸出3.3V電壓。與之性能相近的MAX653則不設(shè)內(nèi)部取樣分壓器，由外電路接入，因而其輸出可設(shè)定為3～5V。在上述基礎(chǔ)上改進(jìn)生產(chǎn)的MAX1649／1627可驅(qū)動(dòng)外接P溝道FET管，輸出2A的負(fù)載電流。圖4-18MAX639系列產(chǎn)品的內(nèi)部功能電路圖4-19MAX639的基本降壓電路4.3.4MAX782電路

MAX782是一種用于移動(dòng)設(shè)備的多組電源供應(yīng)集成電路，其輸入電壓允許范圍達(dá)5.5～30V，可同時(shí)輸出3組穩(wěn)定的直流電壓，其中3.3V和5V的最大輸出電流均為5A，15V的最大輸出電流為0.3A，這3組輸出電壓的轉(zhuǎn)換效率均大于95％。該集成電路內(nèi)部集成了MOSFET管驅(qū)動(dòng)電路，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)變換器的開關(guān)管和同步整流管。3.3V和5V電壓的輸出與否可分別由外加電平控制。MAX782的典型應(yīng)用電路如圖4-20所示。圖4-20MAX782的典型應(yīng)用電路MAX782各腳功能及工作原理如下：

腳為5V基準(zhǔn)電壓輸出端。腳為3.3V基準(zhǔn)電壓輸出端。為了使內(nèi)部取樣放大器正常啟動(dòng)，⑤腳的啟動(dòng)電壓由3.3V經(jīng)R15提供。在應(yīng)用電路中，3.3V和5V的輸出是相互獨(dú)立的兩部分。開關(guān)管VT1和L1等組成3.3V降壓變換電路，當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí),電池電壓經(jīng)VT1向L1存儲(chǔ)能量；當(dāng)開關(guān)管截止時(shí)，續(xù)流二極管V3導(dǎo)通，L1的儲(chǔ)能向C7、C16充電，為負(fù)載供電。V3導(dǎo)通的同時(shí)，同步整流管VT3導(dǎo)通，其D-S極的電阻只有0.3MΩ，并聯(lián)于VS3兩端，減小了續(xù)流路的正向壓降，提高了效率。MAX782內(nèi)部設(shè)有完整的它激式驅(qū)動(dòng)電路、PWM控制電路、輸出取樣和誤差放大器。、腳接開關(guān)管VT1，其中低電位端腳必須與VT1源極等電位，因此腳外接V1與C5組成自舉電路，以提高腳的直流電位。MAX782腳輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)同步整流管VT3，其低電位點(diǎn)為共地。、腳輸出的兩組驅(qū)動(dòng)脈沖均為正極性，以驅(qū)動(dòng)N溝道功率MOSFET管VT1、VT3。為了使VT1、VT3輪換導(dǎo)通，兩組驅(qū)動(dòng)脈沖有一時(shí)間差，即VT1先導(dǎo)通，L1存儲(chǔ)能量，只有在VT1截止后，VT3才能導(dǎo)通，L1的儲(chǔ)能向負(fù)載電路釋放。很明顯，不允許VT1、VT3有即使是瞬時(shí)的同時(shí)導(dǎo)通，為此MAX782內(nèi)部設(shè)有防止共態(tài)導(dǎo)通的控制電路，使兩組驅(qū)動(dòng)脈沖的交替處有適當(dāng)?shù)乃绤^(qū)時(shí)間。、腳為過流檢測(cè)輸入端，由R1兩端壓降來檢測(cè)負(fù)載電流，當(dāng)UR1大于100mV時(shí)，內(nèi)部過流保護(hù)電路將減小脈寬，若連續(xù)過流，則關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖。腳同時(shí)作為輸出電壓的取樣輸入端，在內(nèi)部與3.3V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，通過控制驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度，以穩(wěn)定輸出電壓。

該集成電路的L2設(shè)有附加繞組，由V2整流、C6濾波得到15V直流電壓，再由⑩腳輸入內(nèi)部輔助PWM控制系統(tǒng)。MAX782腳內(nèi)部為200～300kHz振蕩器，主要由R17設(shè)定振蕩頻率，同時(shí)可由腳引入外同步信號(hào),使振蕩頻率與外系統(tǒng)時(shí)鐘同步，避免引入脈沖干擾。①、腳為兩路輸出電壓的控制端，高電平為工作狀態(tài)，低電平為等待狀態(tài)。、腳外接有兩只0.01μF軟啟動(dòng)電容，其設(shè)定的軟啟動(dòng)時(shí)間約為9ms。4.3.5LTC1149電路

LTC1149系列電路是電源管理集成電路，輸出電壓為(4-3)LTC1149的典型應(yīng)用電路如圖4-21所示。LTC1149的開關(guān)管使用P溝道MOSFET管，而同步整流管則使用N溝道MOSFET管。圖4-21LTC1149的典型應(yīng)用電路LTC1149各腳功能如下：

①腳(PGATE)為開關(guān)管驅(qū)動(dòng)輸出端。

②腳(Vin)為輸入電壓。

③、⑤腳(VCC)內(nèi)接基準(zhǔn)電壓，外接旁路電容。

④腳(PDRIVE)為開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路自舉升壓輸出端。

⑥腳(Ct)外接振蕩電路定時(shí)電容。

⑦腳(Vfb)為取樣放大器輸出端，外接相位補(bǔ)償電路。

⑧腳(SENSE－)和⑨腳(SENSE+)為過流保護(hù)輸入端，⑧腳內(nèi)設(shè)取樣分壓電路。⑩腳(SHDN1)和腳(SHDN2)為L(zhǎng)C控制端，低電平為工作狀態(tài)，高電平時(shí)輸出被關(guān)斷。

腳(Ith)為控制系統(tǒng)接地端。

、腳(GNDS)為驅(qū)動(dòng)級(jí)接地端。

腳(NGATE)為同步整流器驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端。

腳(CAP)為軟啟動(dòng)控制端，接通電源瞬間為基準(zhǔn)電平，隨外接電容充電電流的減小而成為低電平，集成電路進(jìn)入額定PWM控制狀態(tài)。4.4特殊用途開關(guān)電源

利用開關(guān)電源的基本原理，可以開發(fā)出多種特殊用途的開關(guān)電源。目前的顯示設(shè)備，已將變換器加入PWM系統(tǒng)，成為高壓輸出的開關(guān)穩(wěn)壓器。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)顯示器的要求越來越高，所以目前這種輸出為20kV以上的超高壓開關(guān)電源已被用于微機(jī)顯示器和某些高檔CRT投影機(jī)中，不但使顯示器的性能有了大幅度提高，而且在保護(hù)陽極電壓較高的投影管方面也有著重要作用。4.4.1顯示設(shè)備的超高壓穩(wěn)壓電源

某些顯示器采用CRT獨(dú)立供電方式，行掃描電路只向行偏轉(zhuǎn)線圈提供掃描電流，并向鉗位電路和消隱電路提供作為行頻基準(zhǔn)的行逆程脈沖，另設(shè)獨(dú)立的超高壓和中壓供電并具有穩(wěn)壓功能的變換器向CRT提供電壓。CRT供電系統(tǒng)共由PWM脈沖控制系統(tǒng)、逆程變換系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)三部分組成，如圖4-22所示。

它激式開關(guān)電源脈沖驅(qū)動(dòng)控制器TDA8380A可組成變脈寬驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，由A點(diǎn)輸出，驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，控制變換器的脈沖變壓器存儲(chǔ)能量的大小，以調(diào)整次級(jí)的高壓輸出。TDA8380A內(nèi)部含有獨(dú)立振蕩電路，由外接定時(shí)電容設(shè)定基本振蕩頻率f0。振蕩器設(shè)有外同步輸入端，當(dāng)輸入頻率高于f0的負(fù)極性同步信號(hào)時(shí)，振蕩器可以同步于最高

100kHz的外同步信號(hào)。一旦振蕩頻率設(shè)定后，振蕩脈沖的占空比便受PWM電路的控制，使驅(qū)動(dòng)脈沖占空比在48％以內(nèi)改變。占空比可變的脈沖經(jīng)觸發(fā)器整形，由驅(qū)動(dòng)電路輸出兩路時(shí)序不同的調(diào)寬脈沖。兩路驅(qū)動(dòng)輸出采用集電極和發(fā)射極均開路的輸出方式，增加了應(yīng)用的靈活性。如果兩路輸出采用并聯(lián)形式，由A管集電極和B管發(fā)射極并聯(lián)輸出，則輸出的是極性相同、時(shí)序不同的占空比加倍的驅(qū)動(dòng)脈沖，這種驅(qū)動(dòng)方式使最大占空比變化范圍增大至近98％，適用于驅(qū)動(dòng)單端開關(guān)電路。圖4-22PWM脈沖控制和保護(hù)系統(tǒng)如果兩路輸出分別由A管發(fā)射極和B管集電極輸出，則輸出的是極性相同、時(shí)序不同且有一定死區(qū)時(shí)間的驅(qū)動(dòng)脈沖，這種方式適用于驅(qū)動(dòng)推挽式開關(guān)電路。兩驅(qū)動(dòng)管由外電路獨(dú)立供電，使驅(qū)動(dòng)器容易實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電平移位，而無需驅(qū)動(dòng)變壓器隔離。若A管和B管都由同一電極輸出，則輸出極性相反的驅(qū)動(dòng)脈沖，這種方式適用于驅(qū)動(dòng)互補(bǔ)推挽開關(guān)電路。TDA8380A內(nèi)部還設(shè)有過零檢測(cè)電路，對(duì)脈沖變壓器感應(yīng)電壓取樣。當(dāng)感應(yīng)電壓下降到0V時(shí)，脈沖變壓器磁能已釋放完畢，過零檢測(cè)電路通過鎖定電路的復(fù)位使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接受振蕩脈沖的觸發(fā)，輸出下一周期的驅(qū)動(dòng)脈沖。這就避免了脈沖變壓器能量未釋放完前，因開關(guān)管連續(xù)導(dǎo)通而引起脈沖變壓器磁飽和，導(dǎo)致電感量下降造成開關(guān)管的過熱擊穿。TDA8380A內(nèi)部取樣比較器的同相輸入端接有內(nèi)部提供的2.5V基準(zhǔn)電壓，其反向輸入端通過外取樣分壓電路得到取樣電壓。TDA8380A內(nèi)部還設(shè)有一系列保護(hù)電路，即電源過壓和欠壓保護(hù)輸入、過流保護(hù)輸入和開機(jī)軟啟動(dòng)控制等。TDA8380A各引腳功能如下：

①、②腳分別接A路驅(qū)動(dòng)管的發(fā)射極和集電極。當(dāng)②腳接+VCC時(shí)，①腳輸出正向驅(qū)動(dòng)脈沖。如果將①腳接地，②腳外接負(fù)載電阻供電，則②腳輸出負(fù)極性驅(qū)動(dòng)脈沖。

③腳為過零檢測(cè)輸入端，引入過零檢測(cè)脈沖。當(dāng)脈沖在上升沿和持續(xù)期間時(shí)，通過鎖定電路關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，A、B兩路將無輸出，而在脈沖下降沿時(shí)內(nèi)部觸發(fā)器復(fù)位。④腳為VCC欠壓和過壓取樣輸入端。在實(shí)際電路中，④腳和⑤腳的供電端并聯(lián)，對(duì)VCC取樣。也可以通過取樣分壓器對(duì)輸入整流電壓取樣，實(shí)現(xiàn)輸入市電的過壓和欠壓保護(hù)。

⑥腳為2.5V基準(zhǔn)電壓輸出端，用作內(nèi)部保護(hù)電路和誤差比較器的基準(zhǔn)電壓。外接入誤差1％的電阻，使基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定。

⑦腳為取樣比較器反向輸入端，引入開關(guān)電源次級(jí)取樣電壓。當(dāng)次級(jí)輸出電壓升高時(shí)，比較器輸出端⑧腳輸出電壓降低，使驅(qū)動(dòng)脈沖占空比減小，達(dá)到輸出電壓的穩(wěn)定。

⑨腳為脈寬調(diào)制器控制輸入端，由⑧腳引入。當(dāng)⑨腳電壓降低時(shí)，占空比減小。⑩腳外接定時(shí)電容C622，與內(nèi)電路的定時(shí)電阻設(shè)定振蕩器的基準(zhǔn)頻率f0。

腳為外同步輸入端，輸入負(fù)極性同步脈沖，可以在大于f0和小于100kHz的范圍內(nèi)使振蕩器同步。

腳為軟啟動(dòng)控制端，外接電容C621。開機(jī)瞬間C621通過內(nèi)電路充電，使⑩腳輸出低電平，通過PWM電路使占空比為最小。隨C621充電電壓上升，占空比由10％上升為額定值。電阻R640為關(guān)機(jī)后C621提供放電通路，以使下次開機(jī)前軟啟動(dòng)電路復(fù)位。

腳為過流保護(hù)輸入端，直接控制雙穩(wěn)態(tài)電路。當(dāng)該腳輸出高電平時(shí)，關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)電路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

腳為接地端(－VCC)。

、腳分別接B路驅(qū)動(dòng)管的發(fā)射極和集電極，與①、②腳作用相同。4.4.2行脈沖驅(qū)動(dòng)超高壓變換器

為了改善圖像效果，同時(shí)延長(zhǎng)投影管的壽命，可以采用另一種脈寬控制方式穩(wěn)定超高壓。在這種方式中，超高壓變換器和行掃描輸出級(jí)是各自獨(dú)立的，共用驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)源。其特點(diǎn)是，超高壓變換器的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)源仍沿用行驅(qū)動(dòng)脈沖，而在脈