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高精度可程控线性直流电源原理分析

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-08-31 10:32    点击量:

    ADI的隔离式栅极驱动器产品组合可提供光电耦合器或脉冲变压器设计的性能和可靠性优势,可以有效的减小开关直流电源在制作过程中的尺寸大小和计算速度.近日,该产品组再添新成员--小型隔离式栅极驱动器--ADuM4120和ADuM4121系列.

高精度可程控线性直流电源原理分析
    隔离栅极驱动器为开关直流电源提供解决方案该系列产品专门针对SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)等电源开关技术所需的更高开关速度和系统尺寸限制而设计,同时仍然提供对IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)配置的开关特性的可靠控制.

    ADuM4120和ADuM4121系列利用ADI成熟的iCoupler?隔离技术,结合高速CMOS和与单芯片变压器技术,可实现超低传播延迟,且不影响共模瞬变抗扰度(CMTI)性能.

    隔离栅极驱动器光耦合器或脉冲变压器等传统技术很难提供短延迟并维持CMTI性能,而ADuM4120和ADuM4121专门设计支持新型逆变器架构的更高开关速度.在需要多个电源开关的系统中,这些采用SOIC封装的小型隔离式栅极驱动器可以最大程度地减小PCB布局空间,从而降低冷却要求.另外,这些栅极驱动器的外形尺寸很小,能够靠近电源开关放置,可减少驱动器和开关之间的寄生电感.ADuM4120和ADuM4121可在高温范围和高工作电压下工作,非常适合改进太阳能逆变器、电机控制器和工业逆变器应用的能源效率和时序性能稳定性.

    新系列的所有四款器件均为2 A输出单通道栅极驱动器,提供5 kV rms隔离,具有低传播延迟,CMTI性能大于150 kV/μs.这些隔离式栅极驱动器的输入电源范围为2.5 V至6.5 V,与较低电压系统兼容,输入和输出之间可实现真正的电流隔离.ADuM4120和ADuM4120-1提供热关断功能以实现过温保护.带有输入毛刺滤波器的ADuM4120可以减少输入引脚上的系统噪声,以免触发错误输出,而不带毛刺滤波器的ADuM4120-1则提供典型值为33ns的低传播延迟.ADuM4121和ADuM4121-1都内置米勒箝位,用于提供附加保护.

    ADuM4121器件还具有热关断保护功能.ADI公司提供的这些栅极驱动器采用小型封装,保留了关键性能规格,为设计人员提供了成功构建下一代功率转换系统所必需的灵活性.

    技术指标技术高精度可程控线性直流电源原理分析范新民中国电子科技集团第四十一研究所【摘要】本文讲述高精度可程控电源原理,它有恒压、恒流、反向恒流环路,有GPIB接口功能.

    【关键词】高精度;可程控;恒压;恒流;保护一、概述线性直流电源有纹波小、稳压精度高等优点,下面分别以主环路、辅助电路、保护电路三部分来加以阐述》CPU采用单片机,编程电压采用14位D/A转换器;为方便计算机控制和组成系统,增加GPIB接口,由专用控制芯片和接口转换电路构成.本直流电源既可作电源输出,也可作外电源的电子负载,输出最高电压50V,最大电流2A,电压最小步进3mV,电流最小步进0.12mA.参见具体电路下图.

    程控直流电源电气原理图二、辅助电路1、恒流源辅助电路采用镜像恒流源,电流的大小由R1决定,约为3mA.其作用是通过三极管V1为过压保护的可控硅提供通路;通过V2为输出端监测电压的跟随器提供悬浮供电;通过V3作为驱动管V4的恒流源负载,其直流阻抗低而交流阻抗高,为调整管提供足够大的放大倍数.

    2、指示电路目前电路状态要告知CPU,在面板上指示出来.由于恒压、恒流、反向恒流环路均是模拟电平,且V14、V15、V16二极管正极的电压在输出处于不同状态时,电平值是变化的, 所以要先进行电平转换,再进行逻辑运算处理,经锁存器和三态门后,由CPU读出指示.在逻辑处理时,当电路处于恒压状态时,V14的正极电压约-2V左右(跟具体电路有关); 当电路处于恒流状态时,V14的正极电压应大于0V;当电路处于反向恒流状态时,V14的正极电压应小于-4V;根据这三个不同的电平,应用三个不同阀值电平的比较器,进行逻辑电平变换;当电路处于恒压状态时,电路不可能同时处于恒流或反向恒流状态,还要检测V15和V16正极的电压,当不处在恒流或反向恒流状态时,这两信号和V14的正极电压为-2V时产生的信号,经与门后产生唯一的恒压指示信号.

    当恒流时,V15的正极电压约-2V左右(跟具体电路有关);当不是恒流状态时,V15的正极电压小于-10V,用比较器进行电平转换,产生两路信号CL和NCL;用CL信号和检测V14、V15正极电压处于非恒压和非反向恒流的两路信号相与,产生唯一的恒流指示信号CL.

    当反向恒流时,V16的正极电压约-2V左右(跟具体电路有关);当不是反向恒流状态时,V16的正极电压大于10V,用比较器进行电平转换,产生两路信号-CL和-NCL;用-CL信号和检测V14、V15正极电压处于非恒压和非恒流的两路信号相与,产生唯一的反向恒流指示信号-CL.

    当电路既不处于恒压或恒流或反向恒流状态时,指示故障状态.当电路自激时,指示状态会不确定,来回跳变.

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