Zwei Arbeitsmodi des monolithischen Schaltnetzteils
Die integrierte Schaltung des monolithischen Schaltnetzteils bietet die Vorteile einer hohen Integration, einer hohen Kostenleistung, der einfachsten Peripherieschaltung und des besten Leistungsindex und kann ein isoliertes Schaltnetzteil mit hohem Wirkungsgrad ohne Netzfrequenztransformator bilden. Nachdem es Mitte bis Ende der 1990er Jahre herauskam, zeigte es eine starke Vitalität. Derzeit ist es der weltweit bevorzugte integrierte Schaltkreis für die Entwicklung von Schaltnetzteilen mittlerer und kleiner Leistung, Präzisionsschaltnetzteilen und Leistungsmodulen. Das daraus zusammengesetzte Schaltnetzteil entspricht in seinen Kosten dem linear geregelten Netzteil gleicher Leistung, während die Effizienz des Netzteils erheblich verbessert und Volumen und Gewicht erheblich reduziert werden. Dadurch wurden gute Voraussetzungen für die Förderung und Popularisierung neuer Schaltnetzteile geschaffen.
Das monolithische Schaltnetzteil verfügt über zwei grundlegende Arbeitsmodi: Der eine ist der kontinuierliche Modus CUM und der andere der diskontinuierliche Modus
Die Schaltstromwellenformen der beiden Modi in Abb.
kontinuierlicher Modus/diskontinuierlicher Modus
Im kontinuierlichen Modus beginnt der Primärschalterstrom bei einer bestimmten Größe, steigt dann auf einen Spitzenwert an und kehrt dann schnell auf Null zurück. Seine Schaltstromwellenform ist trapezförmig. Dies zeigt, dass im kontinuierlichen Modus die im Hochfrequenztransformator gespeicherte Energie nicht in jedem Schaltzyklus vollständig freigegeben wird und der nächste Schaltzyklus eine Anfangsenergie aufweist. Durch die Verwendung des kontinuierlichen Modus können der primäre Spitzenstrom Ip und der Effektivwertstrom IRMS reduziert und der Stromverbrauch des Chips gesenkt werden. Der kontinuierliche Modus erfordert jedoch eine Erhöhung der Primärinduktivität Lp, was zu einer Vergrößerung der Größe des Hochfrequenztransformators führt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der kontinuierliche Modus für TOPSwitch mit kleiner Leistung und Hochfrequenztransformatoren mit großer Größe geeignet ist.
Der Schaltstrom im diskontinuierlichen Modus steigt von Null auf den Spitzenwert und fällt dann auf Null ab. Dies bedeutet, dass die im Hochfrequenztransformator gespeicherte Energie in jedem Schaltzyklus vollständig abgegeben werden muss und sein Schaltstromverlauf dreieckförmig ist. Die Ip- und IRMS-Werte im diskontinuierlichen Modus sind größer, aber der erforderliche Lp ist kleiner. Daher eignet es sich für den Einsatz von TOPSwitch mit größerer Ausgangsleistung und passenden Hochfrequenztransformatoren mit kleinerer Größe.
