VIPer25A高精度原边反馈LED恒流电源芯片
深圳市钲铭科电子有限公司
GOSTON ELECTRONICS CO.,LTD
ＭＯＳ电路ＶＩＰｅｒ２５Ａ高精度原边反馈ＬＥＤ恒流驱动电路 v1.6
VIPer25A
1 、概述
VIPer25A 是一款离线式小功率 AC/DC 开关电源的高精度原边反馈 LED 恒流 驱动电路，内部集成 600V 高压功率管，适应于 85V-265Vac 全范围输入、反激式隔离
LED 恒流驱动。通过原边控制，无需光耦等次级反馈环路，即可实现高精度的 LED 恒 流输出，降低成本。
VIPer25A 内 部 集 成 了 多 重 保 护 功 能 来 加 强 系 统 的 稳 定 性 和 可 靠 性 ， 包 括 VCC 欠压保护， LED 开路 / 短路保护，逐周期限流以及过温保护等，所有保护均具有自
动重启功能。其特点如下： ● 原边控制实现恒流，无需光耦等次级反馈环路 ● 内部集成 600V 高压功率 MOSFET ● 宽电压 85Vac~265Vac 内实现高精度 LED 输出电流 ● 低静态功耗 ● 电感电流断续模式 ● 内置前沿消隐电路（ LEB ） ● 输出短路 / 开路保护 ● 电流采样电阻开路保护 ● 逐周期原边电感电流限制 ● 电源过压 / 欠压保护 ● 过温保护 ● 封装形式： DIP8
2 、功能框图与引脚说明
2. 1 、功能框图
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2. 2 、功能描述
VIPer25A 是 LED 恒流驱动芯片，集成 600V 高压功率管，采用原边反馈控制 技术，无需光耦等次级反馈环路，具有高精度的 LED 恒流输出，极大的节约了成本。
2.2.1 、启动和 VCC 欠压保护 系统上电后，交流电经过全桥整流后的线电压通过启动电阻给 VCC 引脚上的电容充 电。当 VCC 上升到大于 UVLO 开启电压后，系统开始进入正常工作状态。 当 VCC 下降到低于 UVLO 关断电压后系统停止工作，并进入下一个启动周期。 2.2.2 、恒流控制
VIPer25A 采用特有的电流控制方式，通过原边精确控制 LED 输出电流。 LED 输出电流通过以下公式计算：
Io =
N × VREF 4 × RCS
其中： N 为原边绕组和次级绕组匝数比 V REF 为 CS 采样阈值电压（典型值为 0.48V ） R CS 为原边电感电流采样电阻 2.2.3 、系统频率
VIPer25A 工作于断续模式，推荐的系统工作频率为 40kHz~48kHz ，系统工作
频率计算公式为：
f =
VLED N2 * P 2 8 * I LED * LP N S
2.2.4 、前沿消隐 由于存在寄生电容，MOSFET 在导通瞬间，会产生一个脉冲电流。VIPer25A 内部集成有前沿消隐功能，当 MOSFET 导通的瞬间，设计有 500ns 的前沿消隐时间，在这 段时间内，电流比较器停止工作，避免脉冲电流让电流比较器发生误翻转。
VCS TLEB
t
2.2.5 、 LED 开路保护 当 LED 发生开路， Vcc 电压大于 14.5V ，内部逻辑将对 Vcc 电容进行放电， Vcc 电压 会在 14.5V 左右波动，输出电压会跟随 Vcc 电压变化，实现 LED 开路保护功能。此时输出 电压由以下公式得到：
Vout = (Vcc + VDa) * N - VDo
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其中： N 为变压器辅助绕组和次级绕组匝数比 VDa 为辅助绕组整流二极管的正向导通电压 VDo 为次级续流二极管的正向导通电压 在异常情况下，Vcc 大于 VCC 过压保护阈值时，芯片关断外部功率管，并且自动重启 直到异常情况解除。 2.2.6 、 LED 短路保护 当输出端短路发生时，辅助绕组无法继续给 Vcc 供电， Vcc 电压会降低到低于 UVLO 关断电压以下，系统会重新启动并工作在打嗝模式，直到短路被消除。 2.2.7 、过温保护 为了避免温度过高而损坏器件， VIPer25A 内置过温保护功能。当温度高于 160 摄氏度，过温保护模块将关断芯片并锁定，直到 VCC 降到欠压保护关断电压，系统重启。 系统检测芯片温度，当温度降到 130 摄氏度以下，系统重启后才能正常工作。
2. 3 、引脚排列图
VIPer25A
2. 4 、引脚说明与结构原理图 引脚 1 2 3 4 5、 6 7、 8 符 号 地。 消磁时间检测。 电源，应用时接电容到地。 电流采样端。原边电感电流经过一个 电阻后转换成电压提供给该引脚。 内置高压功率 MOSFET 的漏端。 不连接。 P I/O O 功 能 属性 P 结 构 原 理 图 GND ZCD VCC CS OUT NC
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3 、 电特性
3. 1 、极限参数 除非另有规定， T amb = 25 ℃ 参 数 名 称 电源电压 功率管漏端 低压模拟端口（ CS ， ZCD ） 功耗 热阻 工作结温 储存温度 ESD （ HBM ） 3. 2 、电特性 除非另有规定， T amb = 25 ℃ ， V CC =12V 符号 电源电压 V OP V ON V OFF V OVP V CLAMP 工作电流 I ST I SUPPLY V CS_TH T LEB T DELAY ZCD 反馈 V ZCD V ZCD_CLAMP T OFF_MIN 驱动级 R DS_ON V BRD I D_SS 过温保护 T OTP T OTP_HYS 过温关断温度 过温关断延迟 160 30 ℃ ℃ 功率管导通阻抗 功率管击穿电压 功率管漏电流 I DS =1A V GS =10V ， V GS =0V ，I DS =250 μ A V GS =0V ， V DS =600V 600 3 3.3 1 ? V μA ZCD 反馈电压阈值 ZCD 箝位电压 最小关断时间 I ZCD =2 μ A 1 1.6 4.1 V V μs 电感电流采样 电流采样检测阈值 电流采样前沿消隐 时间 关断延迟 470 480 500 190 490 mV ns ns VCC 启动电流 VCC 典型工作电流 V CC =12V 开关频率 40kHz 23 0.7 45 1.5 μA mA VCC 输入电压 VCC 启动电压 VCC 欠压保护阈值 VCC 过压保护阈值 VCC 箝位电压 VCC 上升 VCC 下降 6.5 13 13.9 6.4 16.1 19.1 16 15 V V V V V 参数说明 条件 最小 典型 最大 单位 P DMAX θ JA TJ T STG 符 号 VCC V OUT 额 定 值 -0.3~21 -0.3~600 -0.3~7 0.45 145 -45~150 -65~150 4 单 位 V V V W ℃ /W ℃ ℃ kV
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4 、典型应用线路与应用说明
VIPer25A
5 、封装尺寸与外形图（单位： mm ）
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Symbol A A1 A2 A3 b b1 B1
Min. 3.60 0.51 3.00 1.55 0.44 0.43
Nom. 3.80 3.30 1.60 0.46 1.52BSC
Max. 4.00 3.40 1.65 0.53 0.48
Symbol c1 D E1 e eA eB eC
Min. 0.23 9.05 6.15
Nom. 0.25 9.25 6.35 2.54BSC 7.62BSC
Max. 0.27 9.45 6.55
7.62 0
-
9.30 0.84
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开关电源反馈设计
第六章 开关电源反馈设计 除了磁元件设计以外，反馈网络设计也是开关电源了解最少、且非常麻烦的工作。它涉及到模拟电子技术、控制理论、测量和计算技术等相关问题。 开关电源环路设计的目标是要在输入电压和负载变动范围内，达到要求的输出（电压或电流）精度，同时在任何情况下应稳定工作。当负载或输入电压突变时，快速响应和较小的过冲。同时能够抑制低频脉动分量和开关纹波等等。 为了较好地了解反馈设计方法，首先复习模拟电路中频率特性、负反馈和运算放大器基本知识，然后以正激变换器为例，讨论反馈补偿设计基本方法。并介绍如何通过使用惠普网络分析仪HP3562A 测试开环响应，再根据测试特性设计校正网络和验证设计结果。最后对仿真作相应介绍。 6.1 频率响应 在电子电路中，不可避免存在电抗（电感和电容）元件，对于不同的频率，它们的阻抗随着频率变化而变化。经过它们的电信号不仅发生幅值的变化，而且还发生相位改变。我们把电路对不同频率正弦信号的输出与输入关系称为频率响应。 6.1.1 频率响应基本概念 电路的输出与输入比称为传递函数或增益。传递函数与频率的关系－即频率响应可以用下式表示 )()(f f G G ?∠= 其中G (f )表示为传递函数的模（幅值）与频率的关系，称为幅频响应；而∠?(f )表示输出信号与输入信号的相位差与频率的关系，称为相频响应。 典型的对数幅频响应如图6.1所示，图6.1(a)为幅频特性，它是画在以对数频率f 为横坐标的单对数坐标上，纵轴增益用20log G (f )表示。图6.1(b)为相频特性，同样以对数频率f 为横坐标的单对数坐标上，纵轴表示相角?。两者一起称为波特图。 在幅频特性上，有一个增益基本不变的频率区间，而当频率高于某一频率或低于某一频率，增益都会下降。当高频增高时，当达到增益比恒定部分低3dB 时的频率我们称为上限频率，或上限截止频率f H ，大于截止频率的区域称为高频区；在低频降低时，当达到增益比恒定部分低3dB 时的频率我们称为下限频率，或下限截止频率f L ，低于下限截止频率的区域称为低频区；在高 频截止频率与低频截止频率之间称为中频区。在这个区域内增益基本不变。同时定义 L H f f BW -= （6-1） 为系统的带宽。 6.1.2 基本电路的频率响应 1. 高频响应 在高频区，影响系统（电路）的高频响应的电路如图6.2所示。以图6.2a 为例，输出电压与输入电压之比随频率增高而下降，同时相位随之滞后。利用复变量s 得到 R s C sC R sC s U s U s G i o +=+== 11 /1/1)()()( （6-2） 对于实际频率，s =j ω＝j 2πf ，并令 BW f H 103 103 (b) 图6.1 波特图
6种最常用恒流源电路的分析与比较
6种最常用恒流源电路的分析与比较 恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源，也需要输入阻抗为无限大的恒流源，以下是几种单极性恒流电路： 类型1： 特征：使用运放，高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs
类型2： 特征：使用并联稳压器，简单且高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：根据Vref不同（1.25V或2.5V） 类型3： 特征：使用晶体管，简单，低精度 输出电流：Iout=Vbe/Rs 检测电压：约0.6V
类型4： 特征：减少类型3的Vbe的温度变化，低、中等精度，低电压检测 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：约0.1V～0.6V
类型5： 特征：使用JEFT，超低噪声 输出电流：由JEFT决定 检测电压：与JEFT有关 其中类型1为基本电路，工作时，输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压 Vs(Vs=Rs×Iout)相等，如图5所示， 图5 注：Is=IB+Iout=Iout(1+1/h FE)其中1/h FE为误差 若输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差，当这种情况不允许时，可采用图6所示那样采用FET管
图6 Is=Iout-I G 类型2，这是使用运放与Vref（2.5V）一体化的并联稳压器电路，由于这种电路的Vref高达2.5V，所以电源利用范围较窄 类型3，这是用晶体管代替运放的电路，由于使用晶体管的Vbe（约0.6V）替代Vref的电路，因此，Vbe的温度变化毫无改变地呈现在输出中，从而的不到期望的精度 类型4，这是利用对管补偿Vbe随温度变化的电路，由于检测电压也低于0.1V左右，应此，电源利用范围很宽 类型5，这是利用J-FET的电路，改变R gs 可使输出电流达到漏极饱和电流I DSS，由于噪声也很小，因此，在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值，在该电路中不接R GS，则电流值变成I DSS，这样，J-FET接成二极管形式就变成了“恒流二极管” 以上电路都是电流吸收型电路，但除了类型2以外，若改变Vref极性与使用的半导体元件，则可以变成电流吐出型电路。
大电流恒流源放电回路及其分析
大电流恒流源放电回路及其分析李冬梅（茂名学院计算机与电子信息学院） 摘要：在经济飞速发展的今天，各种大容量可高倍率放电的电池的需求量越来越多，在使用前，都需要放电测试，而通常的测试设备电流值太小，如何实现大电流恒流放电，同时又经济、安全、可靠，大电流和小电流放电对电路的要求差别很大，放电回路需要重点考虑。本文针对大电流恒流放电回路进行设计，并对其实际问题进行分析。 关键词：恒流源放电 0引言 随着电池使用的迅速增长，对电池产业化生产及产品质量提出了更高的要求。在电子信息时代，对移动电源的需求快速增长，对高容量、大电流工作的电池的需求越来越大。特殊的大容量可高倍率放电的电池的使用也越来越多。因此电池厂也就需要大电流的电池检测设备。本文根据电池的特点，设计了放电电流可达50A的放电电路。此电路经济、实用，简单、安全、可靠。 1恒流放电机理 此电路需要实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 1.1控制回路放电的方式为恒流放电，根据需要设置电流，根据需要送来的控制数据，对电池放电进行实时控制。电流值从1A到50A可调。要实现50A这么大的电流，考虑管子的选取以及散热的需求，一路放电回路很难实现，因此采用两路并联的放电回路实现，要控制这两路并联的回路，根据显示要求电流并不需要连续可调，可以采用数字电位器9312提供可控的电位给放电回路。 此电路实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A 分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 如图所示，根据实际需要的设定，控制数字电位器9312向运放TL062提供需要的电位。实现放电电流分级设置，每级为200mA。 1.2恒流放电回路如果恒流放电时的电流不够稳定，对电池的测试有影响，因此恒流源电路采用负反馈恒流源电路，如图所示，由运算放大器、基准电压源和大电流MOS管负载组成，它的电流由基准电压决定，运放电路工作在负反馈放大状态[1]。MOS管工作在放大区。根据需要对电流值进行预制，采用合适的处理器输出相应的数字信号，通过数字电位器的基准电压，压控恒流源输出相应的电流，压控恒流源时闭环负反馈系统，实现恒流，电流需要采样后经A/D转换反馈到处理器，处理器根据反馈信号调整控制信号[2]。使用此种负反馈，实际测试时，放电电流测量准确度可达：±（0.5FS+0.3RD）%，实际电流表读数与显示测量小数点后一位有效数字相同。 此压控恒流源电路采用双运放和两个独立控制的MOS管组成，电流大小由运放的同相输入端决定，因电流较大故采用两组独立工作的电路。在多个电池同时放电时，采用循环采样的方式，采样电池两端的工作电压和两路放电电阻上的电压；电流采用计算的方法获得，采样放电电阻的电压，电流由电压和电阻计算得到，由于电阻的值不一定很一致，可以采用软件校准。采样完成后将数据送回主控制板后对电流进行实时控制。经实验验证，此电路稳定性很好，在50A电流放电时每路的电流都很稳定。 MOS管采用IRF3710，IRF3710参数：R DS(ON)=0.025I D=57A，V GS：±20V[3]。只要采取足够的散热措施，IRF3710完全可以满足需要。要在短时间将电池能量释放出来，对散热设备的设计需要充分考虑。MOS管与散热器之间可以采用导热绝缘的钢片，因为此电路是大电流放电，会在短时间内将电池能量以热能的形式释放，因此在使用时还需要考虑采用风扇散热。 在进行采样设计时，要考虑到两路电路很难做到完全对称，电流采样采用两路分别采样，在10A以下，单路导通，10A以上，两路同时导通。由于电流很大，不能直接采样，需要接采样电阻R13和R28，放电回路的R1和R30的阻值很小，在62mΩ左右，采用鏮铜丝做成，由于此部分不能做到完全一致，因此计算的电流不准，这方面需要通过软件校准。通过软件校准后，工作情况良好，达到实际需要和精度要求。 2结语 此回路采用两个数字电位器实现对放电电流的控制，采用压控恒流源负反馈电路实现大电流放电功能。使用并联回路，如果需要更大电流时，可以再并联恒流源回路。在控制过程中采用需要的处理器，合理设计接口电路和解决散热问题，就可以使用在各种大电流放电的电池检测设备中。 参考文献： [1]崔玉文，艾学忠，杨潇.实用恒流源电路设计[J].电子测量技术.2002年第五期：25-26. [2]李婷婷，李洪波.数控大功率精密恒流源设计[J].通信电源技术.2006年9月.第23卷第5期：35-37. [3]https://www.360docs.net/doc/d48239278.html,. 至少6头，多至60头以上，随着灌装头数的增加，灌装能力也不断提高，虽然灌装机的头数有多有少，但其基本工作原理是一样的。灌装阀是储液箱、气室(充气室、排气室、真空室等)和灌装容器三者之间的流体通路开关，根据灌装工艺要求，能依次对有关通路进行切换。 2.4真空系统是由真空泵、空气过虑装置和电气控制系统组成。该系统直接影响灌装速度和精度。本机选用了进口真空泵(水环式真空泵)，确保了真空系统的可靠性。 真空泵由变频器控制，同时，真空表可随时反映灌装时的真空度，并可通过阀门控制量的大小，待真空泵的负压值达到所需值后，一般真空度保持在0.01~0.06Mpa之间，按下变频器面板上的按钮，灌装机开始转动。 参考文献： [1]刘姗姗，宋秋红.屋顶包饮品纸盒灌装机气动理盖机构的设计研究[J].食品工业.2007.05. [1]Liu Shanshan,Song Qiuhong.Resarch&Development For Spout Applicator of Gable Top Beverage Filler[J].The Food Industry,2007,05. [2]丁毅，贾向丽，李国志.基于ADAMS的润滑脂灌装机的设计[J].包装与食品机械.2007.06. [2]DING Yi,JIA Xiang-li,LI Guo-zhi.The Design of Lubricate Grease Fill Machine Based on ADAMS[J].Packaging and Food Machinery, 2007,06. 图1恒流源放电电路 （上接第255页） 实用科技 256
运放中恒流源电路分析方法
运放电路中的恒流源电路分析方法 普通镜像恒流源、多集电极恒流源、高精度镜像恒流源、高内阻恒流源和镜像微恒流源电路，以及恒流源电路输出电阻的计算等。 分析恒流源电路的方法是： （1）确定恒流源电路中的基准晶体管或场效应管； （2）计算或确定基准电流； &nbbsp; （4）绘制恒流部分的交流通路，确定恒流源的内阻。 由于恒流源的内阻较大，计算恒流源内阻时不能忽略三极管集电极与发射极之间，或场效应管漏极与源极之间的动态电阻。 1、基本镜像恒流源分析 已知基本镜像恒流源电路如图1所示，试计算输出电流的大小和恒流源内阻。 图1 晶体管是基准管，且，工作在放大状态。 当与特性参数完全一致时，由可推得 由基准输入回路得， 所以， 当时，。 恒流输出管的交流通路如图1(b)所示，将晶体管用微变等效模型替代后的电路模型 如图1(c)，显然，恒流源的内阻。 必须注意，应用管的恒流特性时，必须满足，保证始终工作在放大状态。 基本镜像恒流源电路的扩展电路有两种，如图2所示。
图2 图2(b)的管采用多集电极晶体管（图2(a)已将其分散画），以基准管的集电极面积为基准，可得到一组与集电极面积成正比的多个恒流源。 图2(c)中增加管可以进一步减少恒流输出与基准电流之间的近似程度，此时， 所以， 当时，基本镜像恒流值，增加管后，更接近。 2．高内阻（Wilson）恒流源 图3是Wilson恒流源电路，试计算恒流输出值。 图3 管是基准管，，工作在放大状态。 当、、均工作在放大状态时，各电流之间关系为：
整理后可得： 按二极管形式连接的管是管发射极的等效电阻，Wilson恒流源的内阻要大于。 3．微恒流源（Widlar）电路 图4是Widlar微恒流源电路，试计算输出恒流值。 图4 晶体管是基准管，且，工作在放大状态，。 管发射极电流与发射极电压之间的关系为： 所以， （1） 同理，当工作在放大状态时， （2） 由基极回路方程得： （3）
基于UC3843的反激式开关电源反馈电路的设计
2006年9月25日第23卷第5期 通信电源技术 Telecom Power Technologies Sep.25,2006,Vol.23No.5 收稿日期:2006204205 作者简介:陈小敏(19822),男,湖北荆门人,硕士研究生,研究方向为电力电子与电力传动。 文章编号:100923664(2006)0520038202设计应用 基于UC 3843的反激式开关电源反馈电路的设计 陈小敏,黄声华,万山明 (华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074) 摘要:介绍了UC 3843的工作特点,利用UC 3843设计了反激式开关稳压电源,分析了新型反馈电路的工作过程及优点,与传统方法相比,此方法使电源的动态响应更快,调试更简单。最后提出了反馈电路详细的设计方法,仿真结果证明了设计的可行性。 关键词:UC 3843;开关电源;反馈电路中图分类号:TN 86 文献标识码:A The Design of Feedback Circuit of t he Flyback Switching Mode Power Supply Based on UC 3843 CH EN Xiao 2min ,HUAN G Sheng 2hua ,WAN Shan 2ming (Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074,China ) Abstract :This paper introduces the characteristic of the UC 3843,designs a flyback switching mode voltage 2stabilized source circuit by using the UC 3843,analyzes the operation course and advantages of a novel feedback https://www.360docs.net/doc/d48239278.html,paring to the traditional method ,this method makes faster dynamic response to the power ,and it is more convenient to debug.In the end of the article ,it presents the detailed design method ,the simulation result proves the feasibility of the design. Key words :UC 3843;switching mode power supply ;feedback circuit 0 引 言 UC 3843是高性能固定频率电流模式控制器,专 为低压应用而设计,广泛用于100W 以下的反激式开关电源中。目前大多数开关电源都采用离线式结构,一般从辅助供电绕组回路中通过电阻分压取样,该反馈方式的电路简单,但由于反馈不能直接从输出电压取样,没有隔离,抗干扰能力也差,所以输出电压中仍有2%的纹波,对于负载变化大和输出电压变化大的情况下响应慢,不适合精度要求较高或负载变化范围较宽的场合[1],为了解决这些问题,可以采用可调式精密并联稳压器TL 431配合光耦构成反馈回路。 1 UC 3843简介[2] UC 3843芯片内部具有可微调的振荡器(能进行 精确的占空比控制)、温度补偿的参考、高增益误差放大器,电流取样比较器。其低启动电流,带滞后的欠压锁定,工作频率可达500k Hz ,大电流的图腾柱式输出,是驱动功率MOSFET 的理想器件。UC 3843芯片内部简化方框图如图1所示。 2 应用电路分析 以UC 3843为核心的单端反激式开关稳压电源应 用电路如图2所示。 图1 UC 3843 简化方框图 图2 UC 3843应用电路 如图2所示,采用TL 431配合光耦PC 817A 作为参考、隔离、取样,电路中将UC 3843内部的误差放大器反向输入端2脚直接接地,PC 817A 的三极管集电极直接接在误差放大器的输出端1脚,跳过芯片内部的误差放大器,直接用1脚做反馈,然后与电流检测输入的第3脚进行比较,通过锁存脉宽调制器输出PWM 驱动信号。当输出电压升高时,经电阻R up ,R low 分压后输入到TL 431的参考端的电压也升高,此时流 ? 83?
几种简单恒流源电路1
几种简单的恒流源电路 恒流电路应用的范围很广，下面介绍几种由常用集成块组成的恒流电路。 1.由7805组成的恒流电路，电路图如下图1所示： 电流I＝Ig＋VOUT/R，Ig的电流相对于Io是不能忽略的，且随Vout，Vin及环境温度的变化而变化，所以 这个电路在精度要求有些高的场合不适用。 2.由LM317组成的恒流电路如图2所示，I＝Iadj＋Vref/R
高精度宽范围恒流源设计
高精度宽范围恒流源设计 吴茂成 (苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州215006) 摘要:设计了一种由基准电压源、集成运算放大器及复合管等组成的高精度恒流源电路,其输出电流范围为1 A~1A。详细分析了该电路的工作原理,公式推导证明了设计的正确性,并对实际应用中元器件的选取进行了说明。对所设计恒流源电路的性能进行了测试,测试结果表明:该电路精度高、稳定性好,输出电流精度相对误差的最大值为0.152%,输出电流稳定性误差的最大值为0.047%。 关键词:恒流源;高精度;运算放大器;反馈 中图分类号:T M933 文献标识码:B文章编号:1001-1390-(2011)01-0064-03 D esi gn of a H i gh-precision W i de-range Constant-current Source WU M ao-cheng (Depart m ent o f Physics Sc i e nce and Techno logy,Soocho w Un i v ersity,Suzhou215006,Ji a ngsu,Ch i n a) A bstract:A w i d e-range high-precisi o n constant-current source i s presented,wh ic h is m a i n l y co m prised o f a vo lt age reference,so m e operational a mp lifiers and a darli n g ton transistor.The range of the circu itry s output curren t va l u e is fro m1 A to1A.The w orking pr i n ciple o f the designed constant-current circu itry is ana l y zed i n details and deduced m athe m atica lly,and the se lective ru les o f the practica l e le m ents are ill u m i n ated.The perfor m ance o f the designed con stant-current source is tested,and the resu lts i n dicate t h at the circu itry cou l d generate a high-prec ision steady cur ren.t The m ax i m al re lati v e error of precisi o n and m ax i m al error o f stab ility of the ou t p ut current are0.152%and0. 047%respecti v e l y. K ey words:constant-current source,h i g h-prec ision,operati o na l a m plifier,feedback 0 引 言 恒流源是指能够向负载提供恒定电流的电源,在金属薄膜电阻率测量、金属丝杨氏模量测量、磁阻效应、光电效应以及光电池特性测量等大学物理实验中应用广泛。目前市场上较成熟的恒流源产品的输出虽然可达毫安培到百安培量级,但通常并不能完全满足于具体的实验应用需求,对输出电流大小、稳定度及精度等指标有特殊要求的恒流源电路通常仍需要自行研制[1-4]。 本文介绍一种由基准电压源、集成运算放大器及复合管等组成的高精度恒流源电路,其输出电流范围为1 A~1A,精度高,稳定性好。通过简单的元器件参数调整或电路并联等设计后,即可满足多数大学物理实验应用电路的需求。 1 电路设计1.1 工作原理 所设计的高精度恒流源电路,如图1所示。由该原理图可知,整个恒流源电路包括基准电压源V ref、阻抗变换器A1、电压放大器A2与A3、电流放大器Q1~Q3、精密采样电阻R N1~R N7以及反馈信号电压跟随器A4等部分。其中,V r ef为5V基准电压源,Q2、Q3组成复合管,以便输出较大的电流,S1~S7为输出电流切换开关。 本恒流源电路的核心设计原理是:通过负载电压反馈,在高精度采样电阻上产生恒定的压降,则与该精密采样电阻相串联的支路中就可以得到恒定的输出电流。 具体的工作过程简述如下:设开关S1~S7中某一路接通,当负载电阻R x变大时,其上瞬间压降V x随之增大,则运算放大器A3的同相输入端与反相输入端之间的压差减小,输出电压V2小于基准电压V ref, 64
最详细的开关电源反馈回路设计
最详细的开关电源反馈回 路设计 Prepared on 22 November 2020
开关电源反馈回路设计 开关电源反馈回路主要由光耦（如PC817）、电压精密可调并联稳压器（如TL431）等器件组成。要研究如何设计反馈回路，首先先要了解这两个最主要元器件的基本参数。 1、光耦 PC817的基本参数如下表： 2、可调并联稳压器 由TL431的等效电路图可以看到，Uref是一个内部的基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF端（同相端）的电压非常接近Uref（）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管VT的电流将从1到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的。 前面提到TL431的内部含有一个的基准电压，所以当在REF端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如图2所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若Vo增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致Vo下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在Uref等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。 图2 选择不同的R1和R2的值可以得到从到36V范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，Vo=5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1mA。 了解了TL431和PC817的基本参数后，来看实际电路： 图3 反馈回路主要关注R6、R8、R13、R14、C8这几个器件的取值。 首先来看R13。R13、R14是TL431的分压电阻，首先应先确定R13的值，再根据Vo=(1+R14/R13)Vref公式来计算R14的值。 1.确定R13.、R14取值
高电压输入大电流输出恒流源
高电压输入大电流输出恒流源 杨磊，羊彦 （西北工业大学陕西西安710129） 摘要：为了提高现有路灯的供电效率，开发设计了单灯恒流的供电模式，在每个路灯上安装一个体积很小的的恒流源，以保障给LED 灯提供稳定、高效的恒流供电。在恒流源模块中，恒流源芯片HV9910B 可以实现了高于70V 的电压的输入，在不同的输入电压下，恒流源芯片工作在恒定关断模式下，控制输出BUCK 电路中的开关MOSE 的占空比，以输出恒定2.2A 的电流，LED 灯串联起来作为负载，效率达到了91%以上。关键词：单灯恒流；稳定；高效；恒定关断中图分类号：TM923 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2013）02-0115-02 High voltage input high current output constant current source YANG Lei ，YANG Yan （Northwestern Polytechnical University Xi ’an 710129，China ） Abstract:In order to improve the existing street lamp power efficiency ，development and design of a single lamp constant current power supply mode ，in each street lamp mounted on a small constant current source ，to guarantee to provide a stable ，efficient LED lamp constant current power supply.In the constant current source module ，a constant current source HV9910B chip can achieve a higher 70V voltage input ，at different input voltage ，constant current source chip at a constant shutdown mode ，the control circuit output BUCK switch in the MOSE duty cycle ，to output constant current of the 2.2A ，LED lamp series as the load ，efficiency can reach above 91%. Key words:single lamp ；stability ；high efficiency ；the constant closing 收稿日期：2012-09-20 稿件编号：201209153 作者简介：杨磊（1986—），男，河南商丘人，硕士研究生。研究方向：信号与信息处理。 根据2004年国家建设部的统计结果，我国照明耗电大体占全国发电总量的10％-12％，是三峡水利发电工程全年发电量能力840亿度的两倍多，可以看出路灯照明的节能有很大的潜力，可以带来相当可观的社会与经济效益。 随着LED 技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高， LED 的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再 度升高的背景下，LED 在照明市场的前景更备受全球瞩目，被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。 但是，由于LED 灯存在着诸多技术瓶颈问题，使得这种“绿色照明”的高效节能、寿命长的优势未充分发挥；特别是 LED 路灯，尚未完全被市场接受。因此，提高路灯的电压输入 和提高LED 路灯的效率已经是迫在眉睫，高电压输入大电流输出恒流源很好的实现70V 以上高电压输入，2A 大电流输出的，把电能利用效率提高到了91%以上。 1恒流源的基本设计原理设计 恒流源模块由：滤波电路、处理芯片、BUCK 电路[1]、保护 电路和反馈电路五部分组成，如图1所示。 其工作原理是：通过控制电路，控制位于主回路的MOS 管，使其按要求对恒压源[2]斩波，改变恒定周期中导通时间的 长短，以达到恒流控制的目的。由于MOS 管工作于开关状态，且开关频率低（约10kHz ），使得开关损耗较低，整体效率较高。通过设定HV9910B 的RT 电阻实现输出电流的设定，再通过HV9910B 控制buck 电路输出稳定的恒定电流。 模块的主要作用是2个方面：1）调整开关电源[3]送来的直流电压，使LED 灯工作于恒流状态[4]；2）通过调整电压的升、降，控制LED 灯实现降额运行，达到控制路灯亮度的目的。 2 恒流源的具体设计 恒流源的具体设计如图2所示。2.1 两种工作模式的选择 HV9910B 有恒定频率模式及恒定关断时间两种模式，选 择何种模式取决于驱动器的输出电压V OUT （VLED ）与输入电压V IN 的比值。在降压式架构中，V IN 总是大于V OUT ，其比值即 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第21卷 Vol.21 第2期No.22013年1月Jan.2013 图1 恒流源主要模块 Fig.1Constant current source modules
开关电源设计重难点问答剖析
开关电源设计重难点问答剖析 如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数？ 很多未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的EMI问题、PCB layout问题、元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了，使用开关电源设计还是非常方便的。 一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。 开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来控制反馈深度，因为如果反馈环响应过慢的话，对瞬态响应能力是会有很大影响。 输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些器件的选择基本上就是要满足性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本），但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。低的开关频率带来的结果则是相反的。 对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。 一般来说，开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。 如何调试开关电源电路？ （1）电源电路的输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。 （2）一般来说开关控制器是闭环系统，如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围，开关电源就会工作不正常，所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。特别是如果采
DH1719A-20A-22A-24A系列直流稳压稳流电源
DH1719A DH1720A DH1722A DH1724A 直流稳压稳流电源技术说明书 北京大华无线电仪器厂2010年1月11日
目录 概述 (2) 1.工作特性 (3) 2. 工作原理 (4) 3. 结构特征 (6) 4. 使用方法 (6) 5. 仪器的维修 (10) 6. 成套性 (12) 7. 储存 (13) 8. 质量保证 (13)
概述： DH1719A、DH1720A、DH1722A、DH1724A型直流单路稳压稳流电源是一种带有4位数字面板表显示的恒压（CV）与恒流（CC）自动转换的高精度电源。 DH1719A、DH1720A、DH1722A、DH1724A型可同时显示输出电压及电流。本机设有输出电压、电流预调电路及输出开关电路。输出开关是一种电子开关，不会产生机械振动及噪声，当输出开关关闭时，电压表指示的值与电压调节旋钮的位置相对应，以便于电压的预调节，电流表指示的值与电流调节旋钮的位置相对应，以便于电流的预调节，按下输出开关，在输出接线柱上便有电压输出。 本电源具有电压远控、电流远控功能，在仪器后部设有远控输入插座。 DH1722A型具有过压保护功能，保护时切断输出。 DH1724A型具有过压、过流保护功能，保护时切断输入。 DH1719A、DH1720A、DH1722A型直流单路稳压稳流电源净高3U，两台并放可上架19英寸机柜。 DH1724A型直流单路稳压稳流电源净高4U，两台并放可上架19英寸机柜。 请在使用本电源以前，先通读一下本说明书。
1.工作特性（部分指标测试方法请参见附件） DH1719A 型号2型3型4型5型 额定值24V－5A 35V－4A 55V－2A 100V－1A 输入电源220V±10％50Hz±5％效率约60% 输出输出电压范围0～24V 0～35V 0～55V 0～100V 电压分辩力25 mV 30 mV 55 mV 100 mV 输出电流范围0～5A 0～4A 0～2A 0～1A 电流分辩力 5 mA 4 mA 2 mA 1 mA 恒压特性源电压效应５×10-5+2 mV 负载效应（负载调整率）５×10-5+２mV 周期与随机偏移（PARD） （5Hz～10MHz）rm s １ｍＶ 温度效应2×10－4／℃ 远控（控制电压／输出电压）5V／24V 5V／35V 5V／55V 5V／100V 恒流特性源电压效应5×10－4+ 2 mA 负载效应5×10－3+ 2 mA 周期与随机偏移(PARD) （5Hz～10MHz）rm s 5mA 远控（控制电压／输出电流）5V／5A 5V/4A 5V／2A 5V／1A 工作温度范围0～40℃（预热30min）工作相对湿度范围20～90％RH 储存温度及湿度范围-40℃～+60℃5～95％RH 冷却方式DC24V智能风机 输出电压极性正或负接线柱接地 准确度DC电压表±0.5%读数＋6个字（在20±2℃和＜80％RH条件下) DC电流表±1％读数＋10个字（条件同上） 输入保险丝 2.5A 重量（Kg）≤10 外形尺寸(mm) 350（L）×210(W）×130（H）仪器可靠性指标MTBF（θ）≥5000小时 遥控输入：DB—9 2（+） 7（-）
一种新型高精度高温度稳定性恒流源研究
一种新型高精度高温度稳定性恒流源研究 摘要：研究一种应用混合集成电路技术实现的新型高精度和高温度稳定性的恒流源，以适应当前系统对恒流源高精度、高温度稳定性和较大电流的需求。在详细分析电路结构和工作原理的基础上，讨论如何提高电路的精度和温度稳定性，并给出具体的解决方案，对关键部分给出了设计电路图，最后对采样电阻的设计和布线艺术给出了合理的方案。投片测试分析表明：该设计安全可靠，达到高温度稳定性和高精度设计目标。该电路具有较小的体积和较好的性能，满足型号系统的要求。灵活的设计方式使其具有较好的使用价值和应用前景。 关键词：恒流源;电压基准;采样电阻;温度稳定性;误差放大器;温度补偿 Research of a New ype of Constant Current ource with igh[CD2]precision [JZ]and igh emperature tability JIANG ongyu (Xi′an Institute of Microelectronics echnology,Xi′an,71004,China)?オ? Abstract：Using the hybrid integrated circuit technology,a
new type of constant current source with high[CD2]precision temperature stability to accommodate current constant current source of high accuracy,high temperature stability and larger current demand is studiedIn a detailed analysis of the structure and working principle circuit on the basis of circuit discussed how to improve the accuracy and temperature stability,and specific solutions are given on the key part of the design schematics,sampling resistor on the final design and layout art is a reasonable optionV ote[CD2]test analysis show that:the design is safe,reliable,high temperature stability and achieve high[CD2]precision design goalshe circuit has a smaller size and better performance to meet the requirements of the model systemFlexible design has better ways to use and application prospects Keywords：constant current source;voltage reference;sampling resistance;temperature stability;error amplifier;temperature compensation?オ? 模拟电路里广泛包含基准源，且在许多系统电路里都是关键部件，它的电气特性将直接影响到整个系统的电气特性。在电路设计中，往往需要一些输出电流大、温度稳定性好、精度高的恒流源。具有这些特性的恒流源，往往对电路
开关电源反馈电路
电流型开关电源中电压反馈电路的设计 2007-11-29 09:35:15| 分类：电源| 标签：|字号大中小订阅 尚修香侯振义空军工程大学电讯工程学院 在传统的电压型控制中，只有一个环路，动态性能差。当输入电压有扰动时，通过电压环反馈引起占空比的改变速度比较慢。因此，在要求输出电压的瞬态误差较小的场合，电压型控制模式是不理想的。为了解决这个问题，可以采用电流型控制模式。电流型控制既保留了电压型控制的输出电压反馈,又增加了电感电流反馈,而且这个电流反馈就作为PWM控制变换器的斜坡函数，从而不再需要锯齿波发生器，使系统的性能具有明显的优越性。电流型控制方法的特点如下: 1、系统具有快速的输入、输出动态响应和高度的稳定性； 2、很高的输出电压精度； 3、具有内在对功率开关电流的控制能力； 4、良好的并联运行能力。 由于反馈电感电流的变化率直接跟随输入电压和输出电压的变化而变化。电压反馈回路中，误差放大器的输出作为电流给定信号，与反馈的电感电流比较，直接控制功率开关通断的占空比，所以电压反馈是电流型电源设计中很重要的问题。本文介绍使用电流型控制芯片uc3842时，电压反馈电路的设计。 一、uc3842简介 图1为UC3842PWM控制器的内部结构框图。其内部基准电路产生＋5V基准电压作为UC3842内部电源，经衰减得2.5V电压作为误差放大器基准，并可作为电路输出5V/50mA的电源。振荡器产生方波振荡，振荡频率取决于外接定时元件，接在4脚与8脚之间的电阻R与接在4脚与地之间的电容C共同决定了振荡器的振荡频率，f=1.8/RC。反馈电压由2脚接误差放大器反相端。1脚外接RC网络以改变误差放大器的闭环增益和频率特性，6脚输出驱动开关管的方波为图腾柱输出。3脚为电流检测端，用于检测开关管的电流，当3脚电压≥1V时，UC3842就关闭输出脉冲，保护开关管不至于过流损坏。UC3842PWM 控制器设有欠压锁定电路，其开启阈值为16V，关闭阈值为10V。正因如此，可有效地防止电路在阈值电压附近工作时的振荡。 图1UC3842的内部结构框图如下： UC3842具有以下特点： 1、管脚数量少，外围电路简单，价格低廉； 2、电压调整率很好； 3、负载调整率明显改善； 4、频响特性好，稳定幅度大； 5、具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。 UC3842具有良好的线性调整率，因为输入电压Vi 的变化立即反应为电感电流的变化，它不经过任何误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度，再增加一级输出电压Vo至误差放大器的控制，能使线性调整率更好；可明显地改善负载调整率，因为误差放大器可专门用于控制由于负载变化造成的输出电压