采用光電耦合器可變高壓電源電路設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)在有很多固定電壓開關(guān)模式電源（SMPS），將幾個這樣的電源串聯(lián)起來還可實(shí)現(xiàn)更高的固定電壓。為了從SMPS或基于傳統(tǒng)變壓器的電源獲得可調(diào)輸出，需要用到線性調(diào)節(jié)器或開關(guān)模式降壓轉(zhuǎn)換器。對于降壓轉(zhuǎn)換器，可使用MOSFET或IGBT作為開關(guān)元件。通常，高側(cè)開關(guān)會使用自舉IC或脈沖變壓器。市場上很少有驅(qū)動MOSFET的光電耦合器。由于它們無法提供足夠的電流來對柵極電容快速充電，這些光電耦合器主要用于驅(qū)動低頻MOSFET開關(guān)，例如固態(tài)繼電器。

　　電路原理：開關(guān)穩(wěn)壓器中使用了光電耦合器（VOM1271），該耦合器具有一個內(nèi)置的快速關(guān)斷器件。如果將200pF柵極電容連接至IC2，則開關(guān)時間（ton與toff）分別為53μs和24μs。有鑒于此，降壓轉(zhuǎn)換器選擇了2kHz的開關(guān)頻率。此處選用了德州儀器（TI）的TL494（IC1）作為脈沖調(diào)制控制器。考慮到柵極閾值電壓（VGS（th））、總柵極電荷（Qg）、漏源電壓（VDS）及漏極電流（ID）等因素，本例使用了AOT7S60 MOSFET作為開關(guān)元件。由于VOM1271能夠提供約8.4V的電壓，VGS（th）應(yīng)遠(yuǎn)低于該值；Q1的VGS（th）為3.9V，當(dāng)電壓為8.4V時，可實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)通性能。IC2無法提供更多電流（通常為45μA）。為確保開關(guān)速度并降低開關(guān)損耗，柵極電荷應(yīng)保持低值。MOSFET的Qg為8.2nC。在根據(jù)圖所示進(jìn)行整流和濾波后，采用降壓線路變壓器輸出測試降壓轉(zhuǎn)換器。輸出電壓通過可變電阻器R1在5V～70V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。