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输入电压范围较大的线性偏置电源有助于降低功耗
large input range power supply

时间:2008-1-31 19:50:48 来源:网络 作者:Dan Meeks 编辑: 【关闭


输入电压范围较大的线性偏置电源有助于降低功耗,large input range power supply

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输入电压范围较大的线性偏置电源有助于降低功耗

 就隔离式DC/DC转换器而言,我们用偏置电源在启动时带动初级侧电路系统。通常,启动并生成电力后,我们用实际功率级生成的电力来补充该偏置电源,可以是来自主电源变压器的辅助线圈,也可以是来自如正向拓扑中耦合于输出电感的线圈。 

图1典型线性偏置电源


  该偏置电源必须提供足够的电流,以确保一级侧电路的运行,直到转换器能够保持辅助供电为止。图 1 给出一典型的偏置电源,这是一种简单的稳压二极管线性稳压器(或发射极输出器),其输出电压在较大的负载电流范围上保持相对稳定,原理也相当简单。在输入电压范围极大的应用中,这种电路可能会存在一些严重的缺陷:电阻 R1(见图1) 和稳压二极管的功耗与输入电压范围息息相关。

图2VIN范围较大的新型低功耗偏置电源


  举例来说,我们不妨假设输入电压 (VIN) 范围为 18V~72V。为了确保偏置电源能够提供约 12V的电压以驱动初级侧 MOSFET,因此我们应使用 12V 的稳压二极管。选择电阻R1 时,要确保在低输入或电压为18V 时该电阻能够提供所需的最小稳压(和基础)二极管电流。由于R1上的压降仅为6V,且要求稳压二极管的电流为 3mA,因此R1的电阻值就应高达2kΩ。

  不过,如果输入电

压为72V,稳压二极管电流将上升到30mA,R1 的功耗将为1.8W,而稳压二极管的功耗将约为0.36W,这可能是难以接受的。

  图2中的电路采用电流源对稳压二极管进行供电,与输入电压无关。R1电阻为165kΩ,刚好能提供足够的启动电流,以便能在R4中产生电流。该电流与通过R3的 Q1集电极电流基本相同。R3上的电压施加到R1(减去Vbe压降)上,这就强制生成Q1集电极电流,并由稳压二极管分流。

  根据如下公式可计算出稳压二极管电流:

  如果我们采用图1中的数值,那么齐纳二极管电流约为0.9mA再加上流过R2的电流。R2中的电流仍是输入电压的函数,但由于R2只须启动电路,因此我们在选择R2时,只要能够确保流经R2的电流极低即可。在这种情况下,如果输入电压为 18V~72V,R2的功耗在最坏情况下也仅为 22mW。稳压二极管的电流几乎保持为常量,变动范围仅为0.94mA(18V输入时)到1.26mA(72V输入时),因此其功耗仍非常低且基本不变。

  总体说来,这种电路的功耗在 72V输入的最差情况下也仅约为 99mW。当然,这不包括输出设备 Q3 所消耗的功率,因为该功耗完全取决于外部负载。不过,该输出电流不会影响电路其他部分的功耗。


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