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TVS用于交流电路 - 信号处理电子电路图讲解

来源:唯样商城 作者:华仔 浏览:455

标签:

摘要: TVS用于交流电路 图2-1是一个双向TVS在交流电路中的应用,可以有效地抑制电网带来的过载脉冲,从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。 TVS的箝位电压不大于电路的最大允许电压。

TVS用于交流电路
 


      图2-1是一个双向TVS在交流电路中的应用,可以有效地抑制电网带来的过载脉冲,从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。
      TVS的箝位电压不大于电路的最大允许电压。
      图2-2所示是用单向TVS并联于整流管旁侧,以保护整流管不被瞬时脉冲击穿。
      选用TVS必须是和整流管相匹配。
      图2-3所示电路中,单向TVS1和TVS2反接并联于电源变压器输出端或选用一个双向TVS,用以保护整流电路及负载中的元器件。
      TVS3保护整流以后的线路元件。
      如电源变压器输出端电压为36伏时一般TVS1和TVS2的工作电压VR应根据36&TImes;√2 来选择,其它参数依据电路中的具体条件而下。

直流电中选用举例
      整机直流工作电压12V,最大允许安全电压25V(峰值),浪涌源的阻抗50MΩ,其干扰波形为方波,TP=1MS ,最大峰值电流50A。
      选择:
      1) 先从工作电压12V选取最大反向工作电压VRWM为13V,则击穿电压V(BR) =VRWM /0.85=15.3V;
      2) 从击穿电压值选取最大箝位电压Vc(MAX)=1.30&TImes;V(BR)=19.89V,取Vc=20V;
      3) 再从箝位电压VC和最在峰值电流IP计算出方波脉冲功率:PPR=VC&TImes;IP=20&TImes;50=1000W;
      4) 计算折合为TP=1MS指数波的峰值功率,折合系数K1=1.4;
      PPR=1000W÷1.4=715W。
      从手册中可查到1N6147A其中PPR=1500W,变位电压VRWM=12.2V,击穿电压V(BR)=15.2V,最大箝位电压Vc=22.3V,最大浪涌电流IP=67.3A。可满足上述设计要求,而且留有一倍的余量,不论方波还是指数波都适用。


 

核心器件: EL7516

       随着白光LED的发展,它的应用越来越广。从前,白光LED最常见的应用是作为小尺寸LCD彩屏的背光光源。现在,当白光LED的亮度加大后,它的应用已普及到其他方面,例如手电筒或手机照相辅助照明。下文将介绍一种利用普通的升压芯片来驱动大电流LED的高效电路。

电路介绍

       一般白光LED的电流在20mA左右,但高亮度的LED需要200~300mA 电流。如果你的产品需要用三至四颗高亮度的白光LED,为了亮度平均,一般的做法是把它们串连接在一起。但市场上绝大部分的白光LED驱动芯片都只能驱动20mA左右的电流,碰上串联大电流LED的应用便要另想办法。Intersil的EL7516是一颗典型的升压芯片,工作于1.2MHz定频PWM模式,内置1.5A、200mΩ MOSFET。 图1为EL7516的典型电路,通过DC/DC升压作用,EL7516将2.7~5.5V输入转化成12V的恒定电压。跟一般PWM控制芯片一样,其FB引脚通过选定R1、R2的电阻值来设置输出电压。 



      
                   图1 EL7516升压应用电路 
      

            图2 标准的LED驱动简图 

      
            图3 EL7516用于驱动4个高亮度白光LED


                                                    

图4 改良线路一 

      
            图5 改善线路二

       将EL7516的恒压线路改成驱动LED的恒电流线路是非常简单的。如图2所示,只要将FB端的R1换成LED,改变R2就可以调节通过LED的电流。 我们可以从下面的公式选定R2值:


       R 2=V FB/I LED (1)

       其中,V FB是FB引脚的电压,为 1.3V;ILED是通过LED的电流。

       例如,若I LED的要求为300mA,那么R2需要4.3Ω。如图3所示。

       关于图3的电路,最大的缺点在于R2的损耗。R2通过300mA的电流时,电阻的功耗接近0.39W。这样大的功耗不但影响效率,也须要采用体积比较大的电阻。一般来说,这些应用都是电池供电的,效率及线路PCB空间要求都比较严格,现在就让我们看看怎样提高这线路的效率。

改良方案

       比较图3, 图4增加了两个元件-R 3及D 1。但无论电路怎样改动,EL7516都会调节占空比使FB端的电压维持在1.3V。假设D1的正向导通压降是0.6V,R2的压降便约0.7V。要保持300mA的LED电流,R 2应选用2.3Ω,其功耗亦从原来的0.39W降至0.21W。

       图5显示了进一步的改善方法。一个廉价的TL431加进电路里作为2.5V的基准源。如前所述,EL7516会使FB保持在1.3V,所以通过R4的电流是: (2.5-1.3)/20=60(A)。因FB是一高阻抗引脚,我们假设这60A全数流入R5而达成同样1.2V压降,剩下的0.1V会由R2来完成。为了方便购买,我们把R2选定为0.39Ω。所以通过LED的电流约为 0.1/0.39=255mA,R 2的功耗亦大幅降低至: 0.1&TImes;0.255=26(mW)。

       通过实验,我们得出图3与图5的效率比较结果,见表1。 

      

       结论

       从以上实验可以见到,只要在电路上稍作改动,可大大提高大电流LED的工作效率。实验中,我们采用5V输入,实际的应用很可能是单个锂电池供电。EL7516最低工作电压为2.3V,所以适用于单个锂电池供电。但EL7516内置MOSFET有峰值电流(1.3A/min)保护,如锂电池电压掉到3V以下,驱动四颗LED有可能触发电流保护。如须要在3V以下工作,最好把输出减少为三颗LED。


型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67