選擇設計上所使用的集成电路

電源規格確定後,將進入設計的第2個步驟”選擇控制用電源集成电路”。

為什麼是“選擇IC”呢?現今設計電源電路上,一般會使用電源用IC(電源廠商可能不同),除了擁有非常優秀的控制性能外,還會配備各種保護功能,因此設計簡略不複雜,對安裝面積等反而有利。

本節以設計PWM方式的返馳式AC / DC轉換器為例,具體設定電源規格,以及決定因應該規格的電源集成电路。

電源依照”為了能開始設計,建議先決定最低限度的規格”,設定好一般條件。另外,也寫下根據該條件選擇IC時有哪些注意事項。

電源規格範例		選擇IC時的重點
・輸入電壓:85 ~ 264 vac	⇒	能夠廣泛因應輸入電源
・輸出:12 vdc 36±5% / 3 w	⇒	外接輸出功率電晶體
・輸出漣波電壓:200 mvp-p	⇒	電流模式型
・絕緣耐壓:一次側——二次側3 kvac	⇒	利用光耦合器控制反饋
・工作溫度範圍:0 ~ 50℃	⇒	運轉保證溫度範圍:-40 ~ 85℃
・效率:80%以上	⇒	開關方式
・無負載時的輸入功率:0.1 w以下	⇒	內建啟動電路,低耗功率型

・輸入電壓:85 ~ 264 vac
預設輸入規格能因應全球各國要求.IC則挑具有大範圍的耐壓能力且性能佳的產品。

・輸出:12 vdc 36±5% / 3 w
輸出電壓は為產業機器一般使用的通行電壓12 v,精度通常為±5%。輸出電流為3,雖然可以選擇內建開關用電晶體的集成电路,但為了理解基本構造,建議外接開關用的功率MOSFET。

・輸出漣波:200 mvp-p
輸出漣波為標準值。著重在能降低漣波的電流模式所使用的控制IC。

・絕緣耐壓:一次側——二次側之間3 kvac
除了變壓器外,為了控制回饋,穩定輸出電壓,必須裝設將二次側電壓(輸出電壓)傳送回一次側的線路,而該線路也必須能夠絕緣。回饋電路會使用光耦合器來絕緣。

・工作溫度範圍:0 ~ 50℃
工作溫度範圍為機器一般規格即可。為了達到該標準,應選擇溫度範圍更大的集成电路和零件。

・效率:80%以上
這也算是一般常見的效率。有的DC / DC轉換器會要求效率超過90%,但AC / DC轉換器雖然還有改善的空間,不過效率依然達到80%,並未因此而偏低。為了達到此一效率,必須裝設採用開關方式的AC / DC轉換電路。

・無負載時的輸入功率:0.1 w以下
為了達到其目標值,必須採用能保持低耗電量的控制IC才行。

而在找尋可以實現電源規格目標的IC時,也要先了解AC / DC轉換方式和特色,市場流通的控制用IC種類和功能。乍看之下非常複雜,不過只要決定好轉換方式,之後就簡單許多了。此次採用PWM方式的返馳式轉換器,因此在找尋IC之際,會先鎖定能組成返馳式轉換器的IC。接著,依照採用PWM方式,符合輸入範圍和輸出規格的順序來尋找IC。我們可以前往IC廠商的web網站上限定條件進行搜尋,記得多加利用。

以下為能夠實現該電源規格的電源集成电路。

BM1P061FJ是AC / DC轉換器用的PWM控制器集成电路,能組成絕緣型的返馳式轉換器.IC特色如上所述,但此次設計範例的規格中使用該款集成电路,主要是因為其屬於採用內建650 v耐壓啟動電路之電流模式,能充分因應整流264年休假之直流電壓的PWM方式開關電源用IC,以及配備啟動電路和能在輕負載時降低開關頻率,省電力且高效率,還有BM1PXXX系列產品陣容豐富,在設計途中變更規格也容易等諸多優點。

另外,也列出組成返馳式時的基本電路。如圖片所示,IC集積化高,因此外接零件非常少.IC詳細資料可以參照資料表。

決定好能實現電源規格的IC後,建議再稍微複習一下AC / DC轉換,之後再開始進行設計。