Tom Gross
EDN
Сделать источник высокого напряжения, преобразуя относительно низкое входное напряжение, может быть непросто, особенно, если требуется конструкция для поверхностного монтажа. Сложно найти SMD компоненты с нужными характеристиками, особенно трансформаторы и силовые ключи. Найти высоковольтные конденсаторы для поверхностного монтажа также может быть трудно. Схема на Рисунке 1 преобразует входное напряжение 25 В в выходное напряжение 100 В. Схема представляет собой типичный обратноходовой регулятор, в котором для работы с высоким напряжением используется несколько хорошо отработанных схемных решений. Первый метод заключается в том, чтобы включить n-канальный MOSFET (Si4480) последовательно с внутренним мощным транзистором микросхемы IC1. При выключении коммутирующего транзистора на нем выделяется большое напряжение. Высокое коммутируемое напряжение представляет собой сумму входного напряжения и отраженного выходного напряжения первичной обмотки трансформатора. Использование каскодного полевого транзистора не только увеличивает допустимое коммутируемое напряжение, но также устраняет необходимость в снабберной цепочке, параллельной первичной обмотке трансформатора.
 |
||
| Рисунок 1. | В этом высоковольтном регуляторе с бутстрепным питанием коммутирующего транзистора используются только компоненты для поверхностного монтажа. |
|
Когда напряжение на истоке становится низким, MOSFET, естественно включается. Но подать входное напряжение непосредственно на затвор нельзя, поскольку максимальное входное напряжение (25 В) превышает максимально допустимое значение ±20 В для напряжения затвора и истока MOSFET. Поэтому в схему добавлен эмиттерный повторитель для подачи постоянного напряжения на затвор MOSFET. Резистор сопротивлением 1 кОм ограничивает ток через стабилитрон 8.2 В и обеспечивает базовый ток n-p-n транзистора. В результате на эмиттере n-p-n транзистора и на подключенном к нему затворе MOSFET устанавливается напряжение 7.5 В – более чем достаточное для МОП-транзистора с логическим уровнем управления. Вход VIN микросхемы IC1 также подключен к эмиттеру транзистора через RC-фильтр. Удобной особенностью этой схемы является то, что коммутирующее напряжение микросхемы через диод подается обратно на вход. Такое включение позволяет немного повысить КПД и компенсировать его потерю из-за использования каскодного полевого транзистора и эмиттерного повторителя. На Рисунке 2 приведены графики зависимости КПД регулятора от нагрузки для двух вариантов схемы: с бутстрепным диодом и без него.
 |
||
| Рисунок 2. | Использование бутстрепного диода в схеме на Рисунке 1 увеличивает КПД примерно на 3%. |
|
