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輔助電源模塊的接地設計分析

2020-11-02

接地可以使電器發(fā)生漏電時將漏電導入大地,避免傷人,通過接地產(chǎn)生的漏電流可以觸發(fā)前級保護裝置動作以斷開電源,防止電器漏電發(fā)生事故。在設計電路時,首先要決定為PWM芯片供電的輔助電源模塊是接輸出地還是接輸入地。在大多數(shù)場合中,輸入地和輸出地之間都有直流隔離。帶負載的輸出端接輸出地,主開關功率晶體管接輸入地,即網(wǎng)壓供電變換器中整流所得的直流母線的其中一端(在以蓄電池供電的DC/DC變換器中則為蓄電池的一個輸出端)。

 

在調(diào)節(jié)輸出電壓時,必須用連接輸出地的直流誤差放大器來檢測輸出電壓,將其與參考電壓比較并放大得到誤差電壓。該誤差電壓是參考電壓與輸出電壓的一部分差值,用于控制脈沖寬度,從而控制接輸入地的主功率晶體管通斷。

 

例如,由于輸出地和輸入地間有直流隔離,且其直流電壓等級可能相差數(shù)十甚至數(shù)百伏,所以腳M脈沖不能通過直流耦合直接驅(qū)動晶體管。如果誤差放大器和脈寬調(diào)制器都接輸跏地(PWM芯片中的普遍接法),則PWM脈沖必須通過脈沖變壓器來克服輸出地和輸入地隔離的障礙。

 

輔助電源的功能就是產(chǎn)生以輸出地為參考、大小為10~15V、功率為1~3W的輸出電壓,而其輸入功率來自連接輸入地的電源,這類輔助模塊電源常用在刑嘞芯片接輸入地的場合。雖然芯片所需能量在主功率晶體管開始工作后可以取自主變壓器的一個輔助繞組,但如果驅(qū)動關閉(由于過壓或過流等原因),能量輸送就會中斷,無法再為遠程顯示儀供電。同時,由于來自輔助繞組的電壓消失,刖嘞芯片上的電壓降低,會使脈寬過大,導致電路不能正常工作。通常來說,由輔助電源模塊為PWM芯片供電比由主功率變壓器的輔助繞組供電(自舉法)更加可靠。

 

另一個方法是用光耦跨越輸入地和輸出地隔離的障礙,將輸出電壓檢測信號送回輸入端閑于調(diào)制脈寬,控制功率晶體管的通斷。但如果不適合由主功率變壓器的輔助繞組自舉供電,仍然需要與輸入共地的輔助電源模塊。

 

雖然輔助電源輸出功率不大,但是在電源中是非常重要的組成部分,應根據(jù)系統(tǒng)要求來選擇。在滿足可靠性的前提下,設計簡單、輕巧及經(jīng)濟的輔助電源模塊。

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