AC-DC｜評估篇

重要確認重點：Vcc電壓

2018.03.08

重點

・確認Vcc電壓對於輸入和負載的變動，是否位在適當的範圍內。

・不會啟動Vcc充電功能的數值，即是Vcc電壓的最低值。

・理解由第三個線圈、二極體、電容所組成的Vcc生成電路的運作模式。

在評價絕緣型返馳式轉換器的性能時，除了規格外，還有其他應該確認的「重要確認重點」。本節將說明「Vcc電壓」。

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Vcc電壓
Vcc電壓是電源IC運作所需的電源。在範例電路中使用了變壓器，降低電壓後，產生電源IC的Vcc電壓。

一開始先復習一下電路。基本上不論哪種IC，都必須要有電源才能夠運作。當然，產生其他裝置所需電源的電源IC亦同。使用DC-DC轉換器的時候，輸入電壓為DC電壓，一般來說，電力輸入來源即使是高電壓，也都低於100VDC。然而，AC-DC轉換器的輸入卻是AC電壓。因此，國內規格的輸入仍舊是100VAC，國際通用規格的輸入加上公差後，位在85～264VAC。本範例設計的輸入來源屬於後者，但不論何種數值，一般AC-DC轉換器用的電源IC，是無法直接將該AC電壓當作Vcc使用的。

在本電路中，為了產生適合Vcc的DC電壓，除了變壓器的輸入端、輸出端線圈外，還加裝了第三個線圈（輔助線圈），降低輸入的AC電壓並進行整流，之後再轉換成低DC電壓。

第三個線圈產生的電壓經由二極體D4進行整流，但包含很大的漣波電壓在內，因此透過電容C5進行平滑。R5是能夠避免Vcc電壓因為突波而上升的電阻。若想進一步確認詳細內容，請參照設計篇此一章節。

接下來就是本節的主題了。這個電源IC的Vcc電壓建議落在8.9V～26V。當然，它是DC電壓無疑。本節的確認重點為該Vcc電壓是否適當，但限制電壓上升的R5是否適當、是否充分發揮功能，也是我們要關注的重點。

在一般運作模式中，當MOSFET從開啟切換到關閉的一瞬間，會因為變壓器的漏電感產生突波電壓。該突波電壓是因為第三個線圈而出現，結果最後造成Vcc電壓上升。漏電感會因變壓器規格而異，因此仍必須經由實際測量，確認R5是否能將實際的電壓上升值，控制在容許範圍內。電壓上升超過容許範圍時，將略為增加R5的值，但若數值過大，反而會增加損耗，是故一般以5～22Ω較為適當。

＜確認重點和條件＞

  • 輸入電壓：最小和最大、負載：最小（無負載）時的Vcc電壓為9.7V以上
  • 輸入電壓：最小和最大、負載：最大時的cc電壓為26V以下

應該利用示波器，確認Vcc電壓的電壓波形。確認時，一併觀察第三個線圈的AC波形和突波電壓的大小，當突波電壓過大，建議找出導致過大的原因為何。

至於條件方面，相對於建議運作範圍8.9V～26V，最小電壓則是9.7V。這是因為一但Vcc下降低於9.7V，將啟動Vcc充電功能，讓VH端子透過啟動電路，對Vcc充電、使Vcc上升的動作無效。該功能可以確保電源IC的啟動功能有效，而且能夠自行啟動。然而，啟動後若保持在穩定狀態之下，就會關閉啟動電路，避免耗電，沒有必要在一般故障之外啟動本電路。這代表著R5的設定值不低於啟動Vcc充電功的9.7V。該電源IC的Vcc充電功能，可以參照資料表的第9頁。順道一提，建議運作範圍的最小電壓8.9V，是Vcc下降時UVLO運作電壓的最大值。

【下載資料】 隔離型返馳式轉換器性能評估和確認要點

本資料將結合實際資料來講解使用電源IC的隔離型返馳式轉換器性能的評估方法以及相關的注意事項。

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