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电源供应系统的自举升压(bootstrap)电路

作者:时间:2010-07-31来源:网络收藏

一些应用设计对的交换式提供电压输出的速度有更高要求,

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/180683.htm

图1就是这类的自举,亦称启动。在交换式的功率因子修正式(PFC)前置稳压器里,的脉冲宽度调变器(PWM)IC1会从缠绕在电感L2磁核心及二极管D1的辅助线圈L1上汲取正常操作所需的电源。

图1:在传统交换式电源的自举电路里,涓流充电电阻RT和电容CH会提供启动电源给脉冲宽度调变器与控制器IC1

电阻RT和电容CH共同组成一个涓流充电(trickle-charge)电路,负责提供电源给自举升压组件IC1,以便其正常运作。传统设计中的RT电阻值通常很大,让电路在提供所需的待机电流后,还能以小电流

对电位保持电容CH充电,从而确保该电容在电源转换器开始操作前可供应足够的电力给PWM电路。这类电路的启动响应速度虽慢,但在正常操作情形下都不成问题。

若需加快的开机反应速度,设计人员可重新安排启动电路的并联稳压器以加快自举升压时间(图2)。自举升压电路是由电容CT、并联稳压组件D1(TL431)、二极管D3、晶体管Q1以及从RA到RD的电阻所构成。电源刚接通时,电容CT没有任何电荷,而PWM电源输入端的电压VAUX是由Q1和D1所构成的串联稳压器决定。


图2:在这个改良后的自举升压电路里,晶体管Q1提供可靠的初始电流脉冲给电容CH,促使电路以更快的速度启动和提供电源输出

开机时,VAUX电压会上升到峰值电压VAUX_PEAK,其值是由电阻RA对RB的比值所决定。电容CT和电阻RC则会设定自举升压电路的截止时间和电压,以便保存电力。电阻RD提供偏压电流给并联稳压组件D1(TL431),而电阻RE会限制晶体管Q1的集极电流,确保它留在安全操作区。设计电路时,首先根据下列公式选择电阻RA和RB,让峰值充电电压符合要求:



其中VREF是TL431的内部参考电压。接着选择电阻RC,使并联稳压值低于辅助线圈所提供之额定VAUX电压(VAUX_NOMINAL):

最后选择电容CT,将自举升压时间TBOOT设为:



这个电路如同图1所示,其中的二极管D2和辅助线圈L2会提供正常操作电源给IC1。

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