スイッチング電源を安全かつ確実に開始する方法

スイッチング電源を安全かつ確実に開始する方法

スイッチング電源の設計において、始動回路の設計は、高温高圧下でのスイッチング電源の始動性能、変換効率、安定性に影響を与えることがよくあります。ZLG Zhiyuan 電子スイッチング電源モジュールは、安定性、効率性、安全性に優れた始動回路をどのように設計しているのでしょうか。

始動回路はシステムにエネルギーを供給しますが、極端な状況下では重大な損失が発生するため、電源の安定性にリスクをもたらします。優れた始動回路は、電源システムの起動時にのみエネルギーを供給し、システムが正常に動作しているときに動作を停止します。では、始動回路を安全で信頼性の高いものにし、出力電圧が確立された後に動作を停止するにはどうすればよいでしょうか。スイッチング電源の始動回路について私と一緒に議論しましょう。

始動回路の設計構想
DC-DCスイッチング電源の入力電圧範囲は広く、電源のICチップには安定した動作電圧が必要なため、起動回路はICに安全で安定した起動電圧を提供する必要があります。下の図1に示すように、主に抵抗器と電圧安定管で構成された簡単な起動回路です。通常の動作では、起動回路は多くの電力を消費します。特に、スイッチング電源が高温環境、高入力電圧、フル出力の下にある場合、起動回路は深刻な過熱になり、システムの安定性にリスクをもたらし、スイッチング電源の変換効率を低下させやすくなります。

そのため、起動回路はパワー IC と保護回路に長時間エネルギーを供給するのには適しておらず、通常は起動時にのみシステムにエネルギーを供給します。出力電圧が確立されると、損失の少ない補助巻線がチップと保護回路にエネルギーを供給し、起動回路はこのとき動作を停止する必要があります。

共通起動回路設計
現在、スイッチング電源で一般的に使用されている起動回路は、二次増幅に2つの三極管を使用しており、3端子リニア安定化電源と同等であり、起動速度が速く、性能が安全で信頼性が高く、出力電圧が確立されるとすぐに停止するなどの利点があります。

入力電圧VINは増幅領域にあるNPNトランジスタQ1にIB電流を提供し、ICは増幅電流であり、PNPトランジスタQ2のベースです。 IC電流を制御することで、Q2は飽和状態になり、Q2が半閉または半飽和状態になるまでIEの飽和電流でコンデンサCを充電できます。 このとき、コンデンサは定電流源と同等であり、ICチップにエネルギーを提供します。 コンデンサの電圧が一定の値まで低下すると、起動回路は補助電源に電圧がかかるまでコンデンサを充電し続け、その後、抵抗R2とR3の間の分圧によってQ1がオフになります。 このとき、起動回路は動作を停止し、チップの電源は補助巻線によって完全に提供されます。

スイッチング電源の起動は3段階に分けられます。第1段階では、電源投入時にIEが約1mAの電流でコンデンサCを充電します。VDD電圧がUCC28C40 mosfetに達すると、第2段階に入り、飽和電流が5mAに増加し、ICに電力を供給しながらコンデンサが充電され続けます。出力電圧が確立されると、第3段階に入り、IE電流がゼロになると、起動回路が動作を停止し、VDD電圧が補助巻線電圧まで上昇します。起動プロセス全体を通して、IEの電流は比較的小さく穏やかであるため、回路は安全で信頼性があります。