转子泵厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
转子泵厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

当基于电源芯片VB409的无变压器供电电源

发布时间:2021-09-14 22:58:46 阅读: 来源:转子泵厂家

基于电源芯片VB409的无变压器供电电源设计

在小型的MCU应用系统中,采用AC 220V供电时,一般要使用变压器对电源进行处理,将高压交流电降到低压后再进行直流处理,或者将交流电变为高压直流电后再进行高频变换,以得到MCU系统的工作电源。这对于结构没有特殊要求的系统,在设计上属于常规的问题,使用上述的线性电源技术或者开关电源技术,均能得到方便的解决。但是有些MCU应用系统在体积上要求极其小巧,甚至不能安放变压器,所以常规的电源处理就不能满足其要求了。因此,使用能够直接接收高压交流电并将其直接变换成低压直流的技术,是最佳的设计选择。VB409的出现有望实现这一设计思路。

1 VB409概述

VB409是ST公司推出的电源处理产品。其PENTAWATTHV(022Y)封装形式的产品大小与普通TO220封装的7805相近,只是引出脚为5个;还有一种PowerSO10封装的产品是10脚表面贴装式IC。输入端可以直接接入AC 220 V,且输入端允许的最高输入电压为AC 580 V。输出部分有2个: 一个是最终输出OUTPUT1,为+5V;另一个是芯片的中间输出OUTPUT2,典型值为16 V。对负载的供电能力为:OUTPUT1最大为80 mA,OUTPUT2最大为25mA。图1为VB409的内部结构图[1]。

图1 VB409内部结构图

VB409采取的是导通角技术,即在交流电的一个周期中,根据负载的电流大小,自动调整每个周期的导通时间。也就是说,只在每个正周期的低压部分,从电源吸收电能,因此极大地降低了功耗,电流输出能力是线性电源的3倍。其工作波形如图2所示。

图2 VB409的工作波形

从图1中还可以看出,VB409还有输入、输出电流的限制和热保护功能。其作用在于:一方面当输出短路时限制电流的输出;另一方面当过载时关断芯片。

需要说明的是,OUTPUT1的输出范围为4.75~5双方要重点做好以下工作.25 V,典型值为5 V,负载电流每增大1 mA,对输出影响为0.5mV,精度是比较高的;而OUTPUT2的输出范围为8~16V。因此,OUTPUT2的输出比较适合于作为继电器一类的驱动电源使用。如果想作为放大器的工作电源,则需要再进行一次降压式稳压。

2 VB409构成的电源系统

图3为VB409组成的电源电路。

图3 VB409组成的电源电路

图3中,D1实现半波整流,C2为涤纶电容,C3为高压电解电容,R1、R2为金属膜1/4 W电阻,C1耐压为25 V。

图1中,Vref1的电压为12V左右,Threshold端的电压高于Vref1将关断输入向输出的传送,Threshold端的工作电流最小为30 A。因此,R1与R2之和决定工作电流,R1与R2之比确定加在Threshold端的最高电压。图2中,t1、t2所处的位置对应的输入电压V1即关断的门限电压值。这个值的大小为: V1=Vref1。

V1是变化的交流电,变化规律为:

在这里,将VIN等比例缩小至V1,可以提高期间的工作可靠性。

当输入电压为AC 220 V,Threshold端的工作电流约为12采取喷涂工艺制备的聚氨酯玻纤增强纸蜂窝复合材料具有重量轻、曲折强度大、尺寸稳定性好、耐腐蚀、生产效力高、设计灵活等优点0 A时,R1+R2=1.86 M 。按此参数设置,当输入电压为AC 60 V时,Threshold端的工作电流约为30 A,还能够正常工作。同理,适当配置R1和R2的值,还可以确定输入电压的有效范围,VB409允许最小输入电压可至12V。C1值的确定参见图1和图2。

C1提供输入短路关断时维持输出电路的电压,同时提供OUTPUT2较为稳定的输出。由于充、放电时间变慢,C1的值越大,OUTPUT2的输出电压值越低,但是能够提供较大的输出电流;反之,C1的值小,充、放电时间越快,OUTPUT2的输出电压值也就越高,但是能够提供的输出电流变小。一般C1的值在47~220 F之间选择,典型值为100 F。

3 实例MCU应用系统

使用VB409为主电源供给MCU应用系统,在设计之前,应首先估算系统的5 V电源的总功耗。计算时要将灌电流、拉电流一并计算。

图4为笔者设计的一个典型应用系统鉴于新材料巨大的利用前景的原理图。图4为测量电能并在LCD上显示的MCU应用系统。CPU采用AT89C55WD,最大耗电量为20 mA(若采用STC89C58RD+,则耗电量可降至9 mA左右);LCD选用SO12864,采用COG式,连同背光最大耗电为20mA;功率/电能计量芯片CS5460的最大耗电量为5 mA,加上复位、键盘等最大耗电量小于50 mA;继电器输出没有画出,耗电量为12mA。因此,完全可以使用VB409供电,且系统体积小,完全可以放置在LCD背后上下屈服点之类的。

图4 一个典型应用系统原理图

结语

由于没有变压器,因此就失去了电流的绝缘,所以采用VB409作为供电电源,要用在对电流绝缘没有要求的场合,例如洗衣机、中央供热、功率计量等。对于需要电流绝缘的场合,需在供电输入端加一个1∶1的小型隔离变压器,因为输入功率低,所以变压器的尺寸可以做得比较小,同时变压器的输出还可以使用电阻分压后再输入到VB409中。

卧式钢丝绳吊索拉断力强度试验机
卧式风电吊具拉伸性能试验机
卧式电子拉力试验机
微机控制枕静载试验机