新型智能功率开关IR4010及其应用
工作频率=55KHz (输入220VAC, 输出24V 5A)
电网调节raquo;0%
负载调节 pound;0.2% (输出电流 0-2.5A)
电源效率=85%
输出纹波=150Mvp-p
测试结果表明,电路性能满足设计要求.
5.电路特点分析
以上电源电路显示了IR4010的主要技术特点,说明IR4010功率开关的利用价值.
（1）准谐振零电流接通
反激电源工作时,在功率管关断的反激过程中,IDS为零.如果工作在不连续型,则功率管重新开通时IDS仍为零.IR4010关断后,控制电压下降沿降至1.45V时比较器反转,经Tt延时后触发功率MOSFET开通,此时为零电流开通.由此,消除功率MOSFET接通损耗,提高电源效率,功率管也更可靠.显然,连续型工作状态则不能实现零电流接通.严格说,零电流接通是由单端反激电路不连续工作状态决定的.也可以说IR4010利用不连续工作的条件,才能正常运行.因为连续工作时IR4010控制电压下降沿不可能降至1.45V,COMP2不能翻转,MOSFET不接通.
（2）变频工作控制
IR4010是变频控制器件,电路工作原理类似自激式单端反激式电路.调节过程中,同时改变TON TOFF,频率发生变化,高输入电压空载时工作频率最高,低输入电压满载时工作频率最低.上述电源在220VAC输入情况下,满载频率为55KHz而空载频率为240KHz.这是IR4010电路一大优点,因为该电路在轻负载时滤波非常容易,而频率调制(PFM)电路滤波却极其困难.
（3）占空比调制
IR4010电路的变频工作控制并非是脉冲频率调制(PFM),实质上是占空比调制,因为TON . TOFF变化最终导致占空比( TON/(TON+TOFF ) )的改变.表2列出24V/2.5A电源占空比随负载的变化情况.
这种调制方式与单端自激反激式电路极其相似.可以通俗地认为IR4010模仿了单端自激反激式电路工作模式.
4 小结
IR4010是一种新型智能功率开关,电路工作类似单端自激反激式电路.其主要特点是变频工作控制,占空比调制以及零电流接通,准谐振工作,具有易于滤波,开通损耗小,效率高等优点.在小功率范围具有良好的应用前景.
该器件尚未进入成熟的产品阶段,器件的性能和可靠性有待进一步改善.有关的器件性能资料和设计应用资料很少.这样,该器件的推广应用受到了阻碍.
目前,IR4010功率开关有关资料少,本人对其工作原理的理解不妥之处请专家,读者指正.
参考文献
1.IR4010 SWITCHED MODE POWER SUPPLY IC DATASHEET IR 1999
2.MC33369-MC33374 HIGH VOLTAGE POWER SWITCHING REGALATOR MOTOROLA 1999
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4.TN253-255 TINYSWITCH FAMILY-ENERGY EFFICIENT ,LOW POWER OFF-LINE SWITCHER. POWER INTEGRATION,INC.1999
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