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2018.03.08 AC/DC

重要確認重點:Vcc電壓

評估絕緣型返馳式轉換器的性能和確認重點

在評價絕緣型返馳式轉換器的性能時,除了規格外,還有其他應該確認的「重要確認重點」。本節將說明「Vcc電壓」。

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Vcc電壓
Vcc電壓是電源IC運作所需的電源。在範例電路中使用了變壓器,降低電壓後,產生電源IC的Vcc電壓。

一開始先復習一下電路。基本上不論哪種IC,都必須要有電源才能夠運作。當然,產生其他裝置所需電源的電源IC亦同。使用DC/DC轉換器的時候,輸入電壓為DC電壓,一般來說,電力輸入來源即使是高電壓,也都低於100VDC。然而,AC/DC轉換器的輸入卻是AC電壓。因此,國內規格的輸入仍舊是100VAC,國際通用規格的輸入加上公差後,位在85~264VAC。本範例設計的輸入來源屬於後者,但不論何種數值,一般AC/DC轉換器用的電源IC,是無法直接將該AC電壓當作Vcc使用的。

在本電路中,為了產生適合Vcc的DC電壓,除了變壓器的輸入端、輸出端線圈外,還加裝了第三個線圈(輔助線圈),降低輸入的AC電壓並進行整流,之後再轉換成低DC電壓。

第三個線圈產生的電壓經由二極體D4進行整流,但包含很大的漣波電壓在內,因此透過電容C5進行平滑。R5是能夠避免Vcc電壓因為突波而上升的電阻。若想進一步確認詳細內容,請參照設計篇此一章節

接下來就是本節的主題了。這個電源IC的Vcc電壓建議落在8.9V~26V。當然,它是DC電壓無疑。本節的確認重點為該Vcc電壓是否適當,但限制電壓上升的R5是否適當、是否充分發揮功能,也是我們要關注的重點。

在一般運作模式中,當MOSFET從開啟切換到關閉的一瞬間,會因為變壓器的漏電感產生突波電壓。該突波電壓是因為第三個線圈而出現,結果最後造成Vcc電壓上升。漏電感會因變壓器規格而異,因此仍必須經由實際測量,確認R5是否能將實際的電壓上升值,控制在容許範圍內。電壓上升超過容許範圍時,將略為增加R5的值,但若數值過大,反而會增加損耗,是故一般以5~22Ω較為適當。

<確認重點和條件>

  • 輸入電壓:最小和最大、負載:最小(無負載)時的Vcc電壓為9.7V以上
  • 輸入電壓:最小和最大、負載:最大時的cc電壓為26V以下

應該利用示波器,確認Vcc電壓的電壓波形。確認時,一併觀察第三個線圈的AC波形和突波電壓的大小,當突波電壓過大,建議找出導致過大的原因為何。

至於條件方面,相對於建議運作範圍8.9V~26V,最小電壓則是9.7V。這是因為一但Vcc下降低於9.7V,將啟動Vcc充電功能,讓VH端子透過啟動電路,對Vcc充電、使Vcc上升的動作無效。該功能可以確保電源IC的啟動功能有效,而且能夠自行啟動。然而,啟動後若保持在穩定狀態之下,就會關閉啟動電路,避免耗電,沒有必要在一般故障之外啟動本電路。這代表著R5的設定值不低於啟動Vcc充電功的9.7V。該電源IC的Vcc充電功能,可以參照資料表的第9頁。順道一提,建議運作範圍的最小電壓8.9V,是Vcc下降時UVLO運作電壓的最大值。

重點:

・確認Vcc電壓對於輸入和負載的變動,是否位在適當的範圍內。

・不會啟動Vcc充電功能的數值,即是Vcc電壓的最低值。

・理解由第三個線圈、二極體、電容所組成的Vcc生成電路的運作模式。

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