反激式电源适配器开关管的大占空比

电源适配器热关闭

如果由于某些原因使得电源适配器芯片过热,则芯片内部的过热关闭起作用,输出低电位使得与非1的热关闭输入端为低电位,迫使开关管关断,直到芯片温度降低到热关闭重新释放｡

热关闭对应的芯片温度的典型值为135℃,与集成稳压器热保护原理不同, TOP Switch热关闭后不再自动重启动,即热关闭将RS触发器1Q非端被置0｡需要重新上电,将触发器1复位｡这种做法可以提高应用可靠性,不会因为在过热状态下自动重启动而烧毁开关管｡

热关闭原理框图如图15-7所示｡

  热关闭是TOP Switch设计的独到之处,由于开关管与控制电路处于同一芯片,开关管的过热保护容易实现｡而外置开关管,则开关管的管芯温度比较难直接测量,因此对快速温升无法检测,致使开关管过热损坏｡

大占空比

在通常条件下,反激式GS电源适配器开关管的大占空比设置为0.5或0.5以下｡如果电源电压范围很宽,如国际通用电源电压为AC85-265V,对应的直流母线电压变化将达到3.5倍甚至更高,这时在较低直流母线电压选择占空比0.5,则较高输入电压时同样输出条件下,占空比将低于0.15｡这样,在中等负载条件下,电源适配器的工作状态将很差,主要是效率低下｡

为了解决这个问题,有人提出让反激式电源适配器在110V电压等级工作在电流连续状态,在220V电压等级工作在电流断续状态的设想,这样就可以很好地解决输入电压高时占空比太小的问题｡

那么大占空比是多少?通过计算,在AC176V输入电压下电路工作在变压器一次侧励磁电感电流临界状态对应的占空比为04,则在AC85V输入电压状态下的大占空比为0.67｡这就是TOP Switch大占空比的依据｡

图15-1的TOP Switch原理框图中,大占空比有内置振荡器提供一个占空比为0.67的矩形波,在大占空比输出低电位期间,糖极驱动器输出为低电位,开关管为关断状态｡大占空比为高电位期间,开关管才允许导通,但是需要上电启动输出高电位(即启动正常)､热关闭输出高电位(即芯片没有过热)､PWM环节输出高电位｡