图1:STARplug内部电路框图。
过压保护
在芯片的框图中,虽然没有为过压保护设计专门的通道,但这个功能是存在的。在实际应用过程中,一旦产生过电压,则必然将REG端的工作电平上拉,从而使初级绕组的工作行程 立即终止。只有当过压消除,REG端电压恢复到正常值,功率MOS管才能正常开关。 Starplug的应用
前已述及,STARplug有两种反馈方式,这两种方式就构成了STARplug作为反激式AC/DC转换器的两种典型应用电路。
图2是最简单最基本的应用电路,其特征就是由变压器的辅助绕组来反馈电网和负载的变化。
由图2可见,由整流桥和滤波器组成了电路的输入部分,并通过变压器初级绕组加到TEA162x的Drn端。显然,TEA162x是整个转换器的心脏,以下围绕TEA162x分析一下图2的各部分电路。
1. 由C3R2组成振荡电路
振荡电路元件的值是根据工作频率来确定的,STARplug的开关频率可在10kHZ到200kHZ之间工作,通常工作频率大都选在40~100kHZ之间。
频率选定了,则可按下式来计算元件值:
振荡器的充电时间tcharge,由STARplug的参数表中查出为1us。
至于RC的取值,可先选定C,然后再算R值,要保持电路的稳定,电容C必须大于220pF,但从效率方面来考虑,频率高时亦不宜将电容选得太大,例如200kHZ时,C取10nF,则振荡器的功耗达到12.5mW,这显然是不可取的。
推荐实例:开关频率取100kHZ,这时振荡器的时间常数为2.7us,C取330pF,R=7.5kΩ。
2. 过流保护和绕组短路保护电阻R3:
电阻R3设置了变压器初级峰值电流,也设定了最大传输的输出功率,电阻R3的值可用下式计算:
由STAR plug的手册可得知:
实例:一个3W的电源,开关频率为100kHZ,效率为75%,通过变压器的峰值电流为230mA(反射电压),则电阻R3设定为2Ω,限定峰值电流为250mA。
3. 稳压元件R4和R8:
在辅助绕组反馈的电路中,输出电压是受辅助绕组控制的。实际上在变压器中所有绕组都有同一个磁通变量,次级输出电压和辅助电压VCC是通过变压器的匝数比Na/Ns而关联的。VCC的电压信息又通过一个电阻分压器,即R4和R8提供给REG端的,因此,TEA162X直接稳定了VCC的输出电压,间接的稳定了输出电压。
这两个电阻的值可由下式确定:
为防止瞬时高压对REG的影响,推荐R4的值为3k-10kΩ之间。
4、退磁电阻R5:
这个电阻是用来限制流入Aux腿的电流的,根据产品的技术条件,流入Aux腿的最大电流为5mA,流出的最大电流为10mA,基于这点,产品的设计者给出了一个近似的估算式:
这个式子,不要从量纲上去考虑,仅作为一个经验的估算法。
5、供电电路C5、R6、D8:
前已述及,芯片内的高压启动电流源对电容C5充电,当充电电压达到电路启动电压9V以上时,TEA162x进行工作状态。C5的值应小1uF,实际上在所有的应用中都选用470nF。
与辅助绕组相连的二极管只需选用普通二极管。与二极管相连的电阻R6,是用来防止瞬时峰值电压的,其阻值要由实验确定,开始实验时可在56~560Ω之间选择。
图3是用光电藕合器来反馈的典型应用电路。从初级侧来看,其最大的区别就是在图3中用光电晶体管来取代图2中的电阻R8,而图3的次级则增加了发光二极管及其采样、驱动电路。
图2所示的AC/DC转换器适宜作电压源,其稳压精度与变压器各线圈的耦合度有关,大约在8%以内,对于那些对稳定度要求不高而对成本要求很高的场合,可选用此方案。
如果对稳压精度及其它参数要求较高的用户,如稳定精度要求达到1%左右的用户,则应采用图3所示的方案。
本文后记
近期的实践表明,STARplug已成功地在下列方面得到了应用:适配器产品系列:5V/1A,5V/2A,9V/1A,12V/1A等等,热工仪表,电力仪表,红外节水器具,LED灯驱动电源,DVD,机顶盒等.