鉅大LARGE | 點擊量:1561次 | 2020年05月03日
電源IC的VCC引腳相關的元器件常數
本文中將確定本設計中使用的電源IC的VCC引腳相關的元器件常數。VCC引腳是電源ICBD7682FJ的電源引腳。
BD7682FJ的內部控制電路通過施加于VCC引腳的電壓來工作。大家都知道,如果這個電源電路的輸入電壓為300V~900V的話,不僅不能直接工作,還有可能瞬間被破壞。因此,需要生成較低的DC電壓供該IC電源之用。VCC的工作電壓范圍為15.0V~27.5V,在“變壓器T1的設計其2”中已經介紹過,計算變壓器VCC繞組Nd(也稱為“補助繞組”或“第三繞組”)時,已經以VCC=24V為前提計算出了Nd。
右側電路圖為相應部分的摘錄。在這里,我們來確定“VCC用電壓生成(橙色框)”、“VCC繞組浪涌電壓抑制(橙色框)”及“VCC啟動(藍色框)”相關電路的元器件常數。
VCC電壓生成用整流二極管D18及濾波用電容C5
通過電路圖橙色框內的二極管D18和電容C5,將VCC繞組Nd(電路圖的第5-6繞組)產生的開關電壓整流為DC電壓并濾波。該電路與二極管整流型DC/DC轉換器基本相同。(框內的電感L4實際上是不使用的,請忽略。另外,電阻Rvcc1是浪涌抑制電阻,后續會進行說明)
D18的耐壓通過計算施加于D18的反向電壓Vdr來確定。
VCC(max)按31.5V。VCC引腳具有VCCOVp(過電壓保護)功能,其最大值為31.5V,所以VCC電壓即使上升到這個電壓值,也不會超過D18的耐壓。設Vf為1V。VIN(max)為900V。根據“變壓器T1的設計其2”中求得的結果,Nd為8匝,同樣,Np為64匝。將這些值代入,
考慮到余量后,根據145V/0.7≒200V,最終選擇具有200V耐壓的二極管。D18根據其目的需要選擇適合高速開關的類型。此次使用ROHM生成的快速恢復二極管RF05VAM2S。
電容C5選擇22μF的鋁電解電容比較合適,根據Vcc(max)耐壓為35V。
VCC繞組用浪涌電壓抑制電阻Rvcc1
受變壓器的漏電感(Lleak)影響,當MOSFET從ON至OFF的瞬間,將產生大的浪涌電壓(峰波噪聲)。這種浪涌電壓是由VCC繞組所引起的,VCC電壓上升可能會引發VCC引腳的VCCOVp動作。插入5~22Ω左右的抑制電阻Rvcc1來降低這種浪涌電壓。請在實際安裝在產品中的狀態下確認VCC電壓的上升情況并調整電阻值。
VCC啟動用電阻R11、R12、R13、R14、電容C6、二極管D19
對于VCC繞組的VCC電壓來說,二次側的輸出是基礎(Ns:Nd)。所以,在原理上,電路如果不開始開關工作,就不會產生VCC電壓,故需要在啟動時另行給IC施加VCC電壓。啟動用電阻(Rstart)R11、R12、R13、R14與啟動用電容(Cstart)C6一起啟動IC。另外,還可以使用這種CR來調整啟動時間。此外,對待機功耗也有影響。
啟動用電阻Rstart可通過以下公式所示的最小和最大條件求出。根據VIN_min取余量,VIN_start按180V。根據技術規格書,VCCUVLO(max)為20V,且待機時電路電流IOFF、即啟動前的VCC最大電流為30μA,但需要確保余量,所以按40μA。VCCOVp(max)在技術規格書中的規定是31.5V,保護電路動作時的VCC電流Ion1取最小值300μA。
Rstart<VIN_start-VCCUVLO(max)/IOFF=(180V-20V)/40μA=4000kΩ
Rstart>VIN_max-VCCOVp(max)/Ion1=(900V-31.5V)/300μA=2895kΩ
2895kΩ<Rstart<4000kΩ
根據計算結果,Rstart為2940kΩ(R11、R12各1MΩ,R13、R14各470kΩ)。
啟動用電容(Cstart)C6由于還具有使VCC穩定的作用,所以推薦采用2.2μF以上的電容。再考慮到前述的啟動時間,本次采用4.7μF的電容。圖中顯示了Cstart與VIN的啟動時間的關系。
關于與啟動電阻Rstart之間的關系,如果將Rstart的值設置的較小,則啟動時間縮短,待機功耗增加。反之,如果將Rstart的值調大,則啟動時間延長,待機功耗變小。
當VIN接通時,C6被充電;當VCC引腳的電壓達到啟動電壓時,IC開始工作。其后,當輸出電壓超過恒定電壓時,VCC生成電路工作且供給VCC電壓。二極管D19要避免給啟動時的濾波用電容C5充電。D19使用反向電流IR很低的開關二極管1SS355VM(ROHM生產)。請參考這里的電路圖(在該電路中,Rvcc1為22Ω)。
關鍵要點:
?IC的電源VCC由利用了二次側輸出的VCC繞組生成。
?啟動時未發生二次側輸出,因此另行設置啟動用電壓供給電路。
?為了避免VCCOVp的誤動作,需要用來抑制VCC繞組的浪涌電壓的電阻。