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全橋開關電源解析

2021/08/06
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前幾天發(fā)的全橋,有一部分朋友留言說太過簡單了,問有沒有實例來一個具體說明一下元器件的功能等等,所以這幾天去找了之前自己設計的一款全橋式開關電源,分享出來,順便把設計理念講一下,希望對這些有需求的朋友有所幫助。

線路原理圖如下所示:

我們可以看到上圖是由芯片和4個MOS管共同構成的全橋式開關電源輸出部分,當時芯片使用的好像是LM27402MHX型號,具體參數有興趣的小伙伴可以上網查找,我這邊只貼出芯片產商推薦外圍線路架構圖與芯片內部結構原路圖,如下圖所示:

圖中,我們可以看到芯片有16只引腳,

第1和第2腳為電流檢測引腳同名端與異名端,

第3腳為芯片軟啟動腳,4腳為電壓反饋引腳,

第5腳為補償引腳,第6腳為頻率調節(jié)輸入端引腳,

第7腳為同步頻率輸入端;第8腳為芯片使能引腳;

第9腳為產品信號檢測輸出腳;第10腳為電壓輸入引腳;

第11腳為芯片接地引腳;第12腳為芯片供電引腳;

第13腳為"低側場效應晶體管柵極驅動輸出"引腳;第14腳為電源開關;

第15腳為"高側場效應晶體管柵極驅動輸出"引腳;第16腳為自舉引腳。

首先,由外部供電電壓給芯片第12腳提供一個穩(wěn)定的直流供電電壓,我們很多芯片的供電電壓都在14V左右,但是這款芯片的最大供電電壓只允許6V,所以在設計時要注意芯片的電源設計,否則非常容易引起芯片燒毀現象,之前我們設計時就是因為對自己太自信,沒有閱讀規(guī)格書的芯片供電電壓,導致燒毀了3個芯片,后來排查了很久才找到原因,所以這個要特別注意一下。

當供電電壓這個條件滿足后,電壓會經過D4這個二極管自舉電容C42進行充電操作,C42兩端電壓升高,芯片內部電壓對C53和C54進行充電,使芯片的使能引腳及軟啟動引腳電壓上升,芯片進行第一次啟動,輸出對應的脈沖信號給MOS管的柵極,MOS導通,輸出直流電壓,電壓經后級電容濾波后得到一個平滑的輸出電壓,這個電壓通過R33和R36輸入到芯片的電壓反饋引腳,芯片內部進行電壓檢測操作,如果電壓過高或者過低就會導致芯片進行保護操作;從而導致產品無法正常輸出,如果輸出電壓正常,則芯片進行工作,芯片的第15腳與第13腳分別輸出高低電平給MOS管的柵極,我們可以看到Q7與Q8同時導通,Q9與Q10同時導通,而Q7Q8導通時間與Q9Q10必須是錯開的,不可出現重疊,否則產品會進入死區(qū),從而導致產品元器件能量過大而燒毀。

這個芯片內部具有輸出過壓保護功能OVP,輸出欠壓保護功能UVP,輸出過流保護功能OCP;輸入過壓和欠壓保護功能;有興趣的小伙伴可以自行去試著搭建一下這款芯片的線路架構;如有問題可留言。

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公眾號開關電源解析主筆,開關電源工程師,從事電源行業(yè)8年,擅長高功率工業(yè)電源的設計調試,主要關注領域為集成電路,數字電路,人工智能電源等等,目前專注于手機充電器和液晶顯示器的領域,希望分享自己的電源知識,為想要從事電源行業(yè)的人才提供一個敲門磚。