Yksisiruinen kytkentävirtalähde kahdella toimintatilalla
Yhden sirun kytkentävirtalähteen integroidun piirin etuna on korkea integraatio, korkea kustannustehokkuus, yksinkertaisin oheispiiri, paras suorituskykyindeksi, ja se voi muodostaa tehokkaan eristetyn kytkentävirtalähteen ilman tehotaajuusmuuntajaa. 1990-luvun puolivälissä ja loppupuolella ilmestymisen jälkeen se on osoittanut voimakasta elinvoimaa. Tällä hetkellä siitä on tullut ensisijainen integroitu piiri keskisuurten ja pienten kytkentäteholähteiden, tarkkuuskytkentävirtalähteiden ja tehomoduulien kehittämiseen maailmassa. Siitä koostuva hakkuriteholähde vastaa kustannuksiltaan samantehoista lineaarisäädettyä teholähdettä, samalla kun teholähteen hyötysuhde paranee merkittävästi ja tilavuus ja paino pienenevät huomattavasti. Tämä on luonut hyvät edellytykset uusien hakkuriteholähteiden edistämiselle ja popularisoinnille.
Monoliittisen kytkentävirtalähteen ominaisuudet
(1)TOpSWitch-II sisältää oskillaattorin, virhevahvistimen, pulssinleveysmodulaattorin, hilapiirin, korkeajännitteisen tehokytkinputken (MOSFET), bias-piirin, ylivirtasuojapiirin, ylikuumenemissuojan ja virran palautuspiirin, sammutus-/automaattisen uudelleenkäynnistyspiirin . Se käyttää korkeataajuista muuntajaa eristämään lähtöliittimen kokonaan verkosta, mikä on turvallista ja luotettavaa. Se on virtaohjattu hakkuriteholähde, jossa on avoimen valumisen lähtö. CMOS-piirien käytön ansiosta laitteen virrankulutus pienenee merkittävästi.
(2) Liittimiä on vain kolme: ohjausliitin C, lähde S ja nielu D, jotka ovat verrattavissa kolminapaisiin lineaarisiin säätimiin ja voivat yksinkertaisimmalla tavalla muodostaa flyback-kytkentävirtalähteen ilman tehotaajuusmuuntajaa. Erilaisten ohjaus-, esijännite- ja suojaustoimintojen täydentämiseksi C ja D ovat monitoimiliittimiä, joissa on yksi nasta ja useita toimintoja. Ohjausliittimellä on esimerkkinä kolme toimintoa: ①Tämän liittimen jännite VC antaa bias-jännitteen sirulle asennetulle shunttisäätimelle ja hilaohjaimelle; ②Tämän terminaalin nykyinen IC voi säätää käyttöjaksoa; ③Tätä liitintä käytetään myös virransyöttöhaarana. Kytkentäpiste automaattisella uudelleenkäynnistys-/kompensointikondensaattorilla, automaattisen uudelleenkäynnistyksen taajuus määräytyy ulkoisen ohituskondensaattorin avulla ja ohjaussilmukka on kompensoitu.
(3) AC-tulojännitteen alue on erittäin laaja. 220V±15 prosentin vaihtovirta on valinnainen kiinteän jännitteen tulolle, jos se on varustettu 85-265V laajalla vaihtovirtateholla, maksimilähtötehoa pienennetään 40 prosenttia. Hakkuriteholähteen tulotaajuusalue on 47-440 Hz.
(4) Tyypillinen kytkentätaajuuden arvo on 100 kHz, ja käyttösuhteen säätöalue on 1,7 prosentista 67 prosenttiin. Virtalähteen hyötysuhde on noin 80 prosenttia, jopa 90 prosenttia, mikä on lähes kaksinkertainen lineaarisen integroidun säädetyn virtalähteen tehoon verrattuna. Sen käyttölämpötila-alue on 0-70 astetta Sirun maksimi liitoslämpötila on Tjm=135 astetta.
(5) TOpSwitch-II:n perustoimintaperiaate on käyttää takaisinkytkentävirran IC:tä käyttösuhteen D säätämiseen jännitteen säätelyn tarkoituksen saavuttamiseksi. Esimerkiksi kun hakkuriteholähteen lähtöjännite VOT johtuu jostain syystä, optoerottimen takaisinkytkentäpiiri tekee Ic↑→virhejännite Vrt→D↓→Vo↓, jolloin Vo pysyy muuttumattomana. päinvastoin.
(6) Oheislaitepiiri on yksinkertainen ja kustannukset ovat alhaiset. Ulkoisesti tarvitsee vain liittää tasasuuntaussuodatin, suurtaajuusmuuntaja, ensisijainen suojapiiri, takaisinkytkentäpiiri ja lähtöpiiri. Tällaisten sirujen käyttö voi myös vähentää sähkömagneettisia häiriöitä, joita kytkentävirtalähteet aiheuttavat.
Kaksi monoliittisen hakkuriteholähteen toimintatilaa
Monoliittisessa hakkuriteholähteessä on kaksi perustoimintatilaa: toinen on jatkuva tila CUM (ContinuousMode) ja toinen on epäjatkuva tila.
Kuvan kahden tilan kytkentävirran aaltomuodot.
(a) jatkuva tila (b) epäjatkuva tila
DUM (epäjatkuva tila). Näiden kahden moodin kytkentävirran aaltomuodot on esitetty kuvassa (a) ja kuvassa (b). Kuvasta näkyy, että jatkuvassa tilassa ensiökytkimen virta alkaa tietystä amplitudista, nousee sitten huippuarvoon ja palaa sitten nopeasti nollaan. Sen kytkentävirran aaltomuoto on puolisuunnikkaan muotoinen. Tämä osoittaa, että jatkuvassa tilassa, koska suurtaajuusmuuntajaan varastoitu energia ei vapaudu täysin jokaisessa kytkentäjaksossa, seuraavalla kytkentäjaksolla on alkuenergia. Jatkuvan tilan ottaminen käyttöön voi pienentää ensisijaisen huippuvirran Ip ja tehollisen arvon IRMS-virtaa sekä vähentää sirun virrankulutusta. Jatkuva tila vaatii kuitenkin ensisijaisen induktanssin Lp lisäämistä, mikä johtaa suurtaajuisen muuntajan koon kasvuun. Yhteenvetona voidaan todeta, että jatkuva tila sopii pienitehoiselle TOPSwitchille ja suurelle suurtaajuukselle muuntajalle.
Kytkinvirta epäjatkuvassa tilassa nousee nollasta huippuarvoon ja laskee sitten nollaan. Tämä tarkoittaa, että suurtaajuusmuuntajaan varastoitunut energia on vapautettava kokonaan jokaisessa kytkentäjaksossa ja sen kytkentävirran aaltomuoto on kolmion muotoinen. Epäjatkuvassa tilassa Ip- ja IRMS-arvot ovat suurempia, mutta vaadittu Lp on pienempi. Siksi se soveltuu TOPS-kytkimen käyttöön, jolla on suurempi lähtöteho, ja vastaavaan suurtaajuusmuuntajaan, jolla on pienempi koko.
