新型自动电压切换集成电路STR81145

2006-05-07 15:49:46来源: 国外电子元器件

STR81145是日本东芝公司生产的新型自动电压切换集成电路,利用它可以使电子设备在各种电环境下自动适应。文中介绍了电压切换的必要性和自动切换的基本原理,最后给出了一个由STR81145组成的具有过压保护的桥式/倍压整流切换的实际电路。

图中“K”为切换开关,若开关“K”断工,则D1~D4组成桥式整流电路,C1和C2串联后作为整流后的滤波电容,R1和R2为均压电阻;若开关“K”闭合,则电路就成为倍压整流电路,在输入交流电的正半周,电流经D1、D2、K流通,C1被充电;在输入交流电的负半周,电流经D4、C2、K流通,C2被充电。C1上所充的电压与C2上的电压迭加后形成2倍压输出。

    由以上分析可知,只要设立一个电子开关“K”,就可以方便地把桥式整流电路转变为倍压整流电路,通常开关的转换点以交流145V为界线。若交流电低于145V,则整流电路工作在倍压方式;若交流电压高于145V,则整流电流工作在桥式方式。现在的问题就是要求开关“K”在145V以下输入时自动闭合,在145V上输入时自动断开,这就必须对交流电压的高低进行检测,然后根据检测结构对开关“K”进行自动控制。日本东芝公司生产的STR81145就是为解决这一问题而研制出的新型集成电路。

3 STR81145的内部结构

    STR81145的内部结构如图2所示,它包括电压检测电路、放大电路和执行开关电路三部分。图3所示是STR81145的内部电路,被检测的电压从STR81145的内中电路,被检测的电压从STR81145的2脚和5脚输入,当由R1、R2组成的分压器在R2上分得的电压足以使VDW1和VT1导通时,VT1集成极呈低电位,VDW2和VT3截止,这控硅VS4的控制端因得不到控制电压而不能导通,这使得STR81145的2脚和3脚呈开路状态。当从2、5脚得到的电压降低到不足以使VDW1和VT1导通时,VT1和集电极电位升高,VDW2击穿,VT3导通,在VT3集电极上形成的电压使可控硅完全导通,STR81145的2、3脚呈短接状态。由此可见,可控的开关状态完全可满足桥式/倍压检波过程的自动切换。

    STR81145的特点如下:

    ●电路简单可靠;

    ●可双向控制;

    ●功耗低;

    ●高效安全;

    ●VDRM=±500V;

    ●TT(RMS):5A

4 STR81145的应用

    由STR81145组成的桥式/倍压自动切换电路如图4所示。输入的交流电压经T1、S1、T2(T1、T2为低通滤波)加到D3整流电路,同时经低通滤波后,这一交流电压也加到D1、D2组成的半波整流电路,并在C8两端生成直流电压。C8在形成的直流电压。C8上形成的直流电压加上STR81145的2、5脚,它既是STR81145的工作电源,同时又被用来作为检测对象,以判别交流电压的高低。当输入的交流电压低于145V时,整流后在C8两端形成的电压也较低,这一电压加至STR81145的2、5脚之间,由于2、3脚间的电压很低,因此在STR81145内部取样放大电路的控制下,其内部的电子开关K接通(2、3脚接通),即图4中的A、B两点连通,这时交流正半周沿着D31→R5→C18→STR81145的3脚→内部电子开关K→STR81145的2脚回到输入交流电压的另一端这样一个回路运行,这时C18两端所充的电压约为145伏,其极性为上正下负。当交流电压的负半周到来之后,其充电回路为:STR81145的2脚→3脚→C19的正极→D32→输入交流电压的另一端,这一过程在C19上同样也可充至145V的直流电压,其极性也为上正下负。最后C18所充的电压(145V)与C19所充的电压(145V)串联叠加所形成290V的输出,供给紧随其后的开关电源,成为开关电源的输入电压,从而完成了二倍压整流。

    若输入的交流电压高于145V,经D1、D2整流后在C18上形成的直流电压也较高,STR81145判别之后使内部电子开关断开,2、3脚开路,等效于图4中的A、B点断开,D3与C18、C19工作在桥式整流方式。其输出电压(约为290V)也以同样的路径给后面的电路提供开关电源。

    另外必须注意:当输入的交流电压高于145V时,STR81145内的电子开关必须为开路状态。因为如果STR81145的2、3脚击穿或2、3脚内的电子开关误接通而使整流电路工作在倍压状态,其倍压后的输出直流电压将高达600V,如此高的电压将会引起后面开关电源电路元件的大面积损坏同。为此在图4的整流电路中,还设计有过压保护电路。其中R8为过压检测电阻,在正常情况下,R8两端的直流电压低于22V,这一电压低于D4的击穿电压24V,D4不导通,可控硅Q8由于得不到开启电压,也呈截止状态,保护电路不动作,但是当整流滤波后的直流电压高于正常值并在R8上的分压高于22V时,D4击穿导通,此时Q8猁触发电压也导通,它的导通使输入交流电压短路,保险丝F1熔断,从而保护了其它元件不被损坏。

表1 STR81145的应用参数

STR81145的引脚号
电阻(黑笔接⑤脚红笔接引脚) 4.4kΩ 28kΩ 60kΩ 26kΩ 0
电阻(红笔接⑤脚黑笔接引脚) 2k8Ω* 80kΩ 120kΩ 85kΩ 0
电压(黑表笔接引脚⑤) 141V 147V 141V 137V 0V

    注:打“*”者为测量时有充放电过程。

    表1是STR81145各引脚的在路对地(5脚)电压和开路对地(5脚)电压,以供参考。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200605/2056.html
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