12V電源適配器控制回路部分

主回路確定后需要選擇合適的控制電路的功能和參數(shù)?主要有開關(guān)頻率的確定?輸出電壓檢測與誤差放大?反饋信號的電氣隔離?輸出過電壓保護(hù)模式?

1. 反沖電壓與最大占空比

考慮開關(guān)管選擇600V耐壓,變壓器一次側(cè)的反沖電壓一般選擇則120V左右,對應(yīng)的最大占空比約為0.37?對應(yīng)的變壓器一次?二次繞組的匝數(shù)比為5:1,實(shí)際對應(yīng)的反沖電壓為125V?

2. 開關(guān)頻率的確定

開關(guān)頻率需要根據(jù)EMC要求確定,如果電源適配器的EMC可以做得很好,開關(guān)頻率相對越高越好,這樣可以減小無源元件的體積。

但是實(shí)際上很多電源適配器的FEC特性,在開關(guān)頻率下所產(chǎn)生的EM相對比較大,如果開關(guān)頻率在EMC的檢測范圍內(nèi)則很難通過EMC,因此AC/DC變換器一般選擇開關(guān)頻率至少在EMC最低檢測頻率的1/2甚至1/3,即63-65kHz或41-43kHz?在EMC要求嚴(yán)格場合開關(guān)頻率一般選擇41-43kHz,而EMC要求稍寬松一些則可選擇63-65kHz,EMC再松些就可以選擇132kHz。

本設(shè)計(jì)選擇了63-65kHz?定時(shí)電容為22nF,定時(shí)電阻約為750-8500?很顯然這是個(gè)大死區(qū)時(shí)間的參數(shù)設(shè)置,可以使得最大占空比限制在不高于0.5,避免開關(guān)管和變壓器工作在大于0.5的尷尬狀態(tài)

3. 輸出電壓檢測與誤差放大

輸出電壓檢測采用TL431及其附屬電路?

為了使輸出電壓精確,輸出電壓檢測電阻網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置了一個(gè)可調(diào)電阻?從可靠性角度考慮,這個(gè)可調(diào)電阻應(yīng)安裝在靠近輸出電壓負(fù)端?這樣,這個(gè)反饋電阻即使開路也不會出現(xiàn)輸出過電壓的現(xiàn)象,而將可調(diào)電阻設(shè)置在輸出電壓正端,則這個(gè)可調(diào)電阻開路或阻值增大必然會導(dǎo)致輸出過電壓。

輸出電壓檢測網(wǎng)絡(luò)增加了RC微分電路,以提高反應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

如果考慮僅僅T1A31的開環(huán)增益不足以獲得所需要的電源適配器電壓調(diào)整率?負(fù)載電流調(diào)整率,還可以利用UC3842的誤差放大器,構(gòu)成兩級放大器的級聯(lián)。

4. 反饋信號的電氣隔離

反饋信號采用光耦合器,由于需要反饋輸出電壓誤差放大后的信號和過電壓檢測信號因此兩個(gè)光耦合器?可選用比較便宜的4個(gè)引腳的光耦合器?

5. 輸出過電壓保護(hù)模式

輸出過電壓狀態(tài)的出現(xiàn)一般為直插式電源適配器本身電壓反饋與控制失效,如果電源適配器本身沒有問題就是負(fù)載側(cè)倒灌電流所致,不管什么原因,都必須將電源適配器的從輸入到輸出的電能輸送通道切斷,也就是說將開關(guān)管關(guān)閉?

輸出過電壓保護(hù)可以采用最簡單的穩(wěn)壓二極管電壓檢測的方式,即光耦合器的輸入端與一個(gè)12V穩(wěn)壓值二極管和一個(gè)電阻串聯(lián)而成,動作點(diǎn)電壓約為13V?光耦合器輸出端的集電極接UC3842正電源適配器端,發(fā)射極通過一個(gè)電阻接到晶閘管門極?晶閘管陽極接UC3842的補(bǔ)償端?當(dāng)晶閘管導(dǎo)通時(shí),將UC3842的補(bǔ)償端電壓箝制在1V以下,使得UC3842的內(nèi)置電流比較器“給定”為零,輸出到開關(guān)管柵極將為持續(xù)低電位,即關(guān)閉開關(guān)管,避免輸出電壓繼續(xù)上升?