用LM5035做一款半橋開關(guān)電源
LM5035芯片介紹:
LM5035是一款具有集成半橋和同步FET驅(qū)動器的PWM控制器。輸入電壓可達105V,振蕩頻率高達2MHz,HO及LO驅(qū)動能力可達2A。由于芯片內(nèi)部集成了半橋驅(qū)動電路,很好的解決了半橋拓撲中上管浮地驅(qū)動的問題。芯片可提供延遲補償?shù)耐酱渭塅ET控制器,通過門驅(qū)動變壓器及另一個雙輸出門驅(qū)動器(如LM5110)控制次級的同步MOSFET,這對應(yīng)用同步整流方案提供了便捷。芯片還設(shè)有欠壓鎖定及過壓保護功能,而這兩個功能還可用于其他方面,例如可執(zhí)行遠程過熱保護及次級過壓鎖定保護等功能。LM5035芯片采用電壓模式控制,但另外還提供每一周期的電流限幅功能。這個功能可以單獨使用,也可讓用戶自行設(shè)定,以實現(xiàn)打嗝保護功能。
附:LM5035數(shù)據(jù)手冊 LM5035.pdf
(一)半橋電路工作原理
半橋拓撲電路圖如圖1所示。電路的工作過程大致如下:Q1導(dǎo)通,Q2關(guān)斷,變壓器兩端所加的電壓為母線電壓的一半,原邊能量向副邊傳遞;
Q1關(guān)斷,Q2關(guān)斷,變壓器副邊兩繞組由于整流二極管兩個罐子同時續(xù)流而處于短路狀態(tài),原邊繞組也相當(dāng)于短路狀態(tài);
Q1關(guān)斷,Q2導(dǎo)通,變壓兩端鎖甲電壓也基本上是母線電壓的一半,原邊能量向副邊傳遞。
(二)半橋拓撲的優(yōu)缺點
首先,半橋式電源輸出功率大,工作效率高。半橋式開關(guān)電源與推挽式開關(guān)電源一樣,由于兩個開關(guān)管輪流交替工作,相當(dāng)于兩個開關(guān)電源同時輸出功率,其輸出功率約等于單一開關(guān)電源輸出功率的兩倍。因此,半橋式電源輸出功率大,效率高,經(jīng)全橋或全波整流后,輸出電壓的電壓脈動系數(shù)Sv和電流脈動系數(shù)Si都很小,僅需要很小的濾波電感和電容,其輸出電壓紋波就可以達到很小。
其次,半橋和全橋拓撲晶體管的電壓應(yīng)力等于直流輸入電壓,而不像推挽、正激拓撲那樣為輸入電壓的兩倍。
第三,橋式拓撲能將變壓器初級側(cè)的漏感電壓尖峰鉗位于直流母線電壓,并將漏感儲存的能量回饋到輸入母線,而不是損耗在有損緩沖電路的電阻元件上。
第四,半橋式電源的變壓器初級線圈只需要一個線圈,這對小功率電源變壓器的線圈繞制多少帶來了一些方便。但對于大功率電源來說并不好,因為大功率電源變壓器線圈的繞制需要用多股線來繞制。
第五,半橋式電源的缺點主要是電源利用率低。因此,半橋式電源不適宜用于工作電壓較低的場合。
第六,由于半橋式電源中的兩個開關(guān)管鏈接沒有公共地,這對于驅(qū)動信號來說就比較麻煩。
第七,當(dāng)兩個開關(guān)管處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時候,兩個開關(guān)管會同時出現(xiàn)一個時間很短的半導(dǎo)通區(qū)域,即直通。這是因為開關(guān)管在開始導(dǎo)通時相當(dāng)于對電容充電,它從截止到完全導(dǎo)通需要一個過渡狀態(tài);而開關(guān)管從導(dǎo)通到截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于對電容放電,它從導(dǎo)通到完全截止也需要一個過渡狀態(tài)。當(dāng)兩個開關(guān)管處于過渡過程時,會對電源電壓造成短路。此時,兩個開關(guān)管將會產(chǎn)生很大的功率損耗。為了降低開關(guān)管在過渡過程中產(chǎn)生的損耗,一般都有意讓兩個開關(guān)管的導(dǎo)通和截止時間錯開一小段時間。