本項目將說明本設計所采用的開關電源用控制IC BM1P061FJ,其產生電源電壓VCC的電路,也就是二極管D5和電容器C2,以及浪涌限制用電阻R9。
首先,說明建立電路的目的和如何工作。基本上,不論是哪一種IC,都必須利用電源讓本身工作。許多電源IC將輸入電壓當作自我電源使用。但是,大部分施加在IC電源引腳上的電源,幾乎都是DC電壓,一般會選擇電壓40VDC以下,特殊高耐壓規格品可達60~80VDC。
本AC/DC轉換器的設計上,輸入容許規格為85~264VAC,因此一次側的整流電壓為400VDC以上,但無法直接作為電源IC的電源電壓使用。因此,必須通過輸入電壓,產生適合作為電源IC電源電壓使用的電壓。本設計中,是以變壓器的參考線圈(Nd)產生電源IC的電源。
接下來將使用本稿內的稱呼。電源IC的電源稱為VCC,產生VCC的輔助繞組稱為VCC繞組Nd。VCC繞組Nd設定可產生15VDC的匝數。(Nd的規格請參照“變壓器設計(數值計算)”的項目。) 另一方面,規定電源IC的VCC最大額定為-0.3~30.0 VDC、工作范圍為8.9~26.0VDC。VCC繞組Nd所產生的VCC必須以15V為目標值,且控制在不超過工作范圍下。
VCC是由VCC繞組Nd、整流用二極管D5、平滑及穩定用的電容器C2、浪涌電壓限制用電阻R9所產生。電路是和輸出二次側相同的二極管整流電路。
VCC生成用整流二極管D5及平滑用電容器C2
如前述,二極管D5和電容器C2將VCC繞組Nd開關(斬波)生成的電壓轉換成DC。基本上可以利用這2個部件,產生VCC用的DC電壓。
二極管D5適合使用高速型的二極管。二極管的耐壓根據施加到D5上的電壓Vdr計算。
余量為128.2V/0.7=183V,選擇耐壓200V的快速恢復二極管。
電路所示二極管為 RF05VA2S,200V耐壓、平均整流電流為0.5A的快速恢復二極管。
D5所整流的DC電壓,當然會包含較大的紋波在內,因此接上電容器C2進行平滑。此外,C2也具有穩定供應電源IC的VCC所必要的電流的作用。
與此工作不同,和電源IC的VH引腳(VH引腳將于后文再說明)相接的R1都是決定電源接通時IC的啟動時間(軟啟動)。這是IC本身固有的,與VCC用的電容器共享設定啟動時間用的電容器,能減少部件數量。因此,C2的容值必須能夠滿足平滑/穩定化,以及啟動時間這2個要求才行。電源IC的技術規格提供與電容器、啟動時間相關的圖表,幫助做出選擇。
電容器C2:2.2μF以上、50V耐壓
本設計根據經驗法則必須達2.2μF以上,而選擇了10μF。也利用圖表計算出啟動時間。耐壓原則上施加到VCC的電壓值不超過30V,但考慮余量可使到50V的規格品。
VCC繞組用浪涌電壓限制電阻R9
因變壓器的漏電感(Lleak)的關系,當MOSFET從ON至OFF的瞬間,將產生大的浪涌電壓(峰波噪聲)。本浪涌電壓是由VCC繞組所引起,VCC電壓上升后,將設想啟動IC的VCC過電壓保護。為了減輕VCC繞組所引起的浪涌電壓,串聯插入限制電阻R9。R9以5~22Ω較為適當,請利用實機確認、調整VCC電壓的上升。
因而,構成電路生成作為電源IC的電源的VCC。IC的VCC額定值為30V,包含浪涌電壓在內,不可以超過額定值。和DC/DC轉換器不同在于輸入電壓高,而必須確實加以檢驗。