资料介绍
设计5V以外电源的小功率USB电路时,您必须确定是使用独立电池,还是使用来自主机的小型电源。如果电路需要大于5V的双轨电源(如采用了基于运放的仪表放大器),或必须用于便携计算机如笔记本电脑上,则问题就更复杂了。
USB2.0标准规定了对连接设备的功率要求,即耗电最大100mA,视为小功率;耗电最大500mA,则视为大功率。本文所述电路原用于一个热致发光(TL)仪器设计,设计中的微控制器、USB接口控制器,以及10个运放均作为小功率器件,从一个USB端口获得全部电源。
设备的运行需要有高性能、低噪声拾取,使系统射频辐射尽可能低。在搭建电路以前,做过仿真与验证,然后用于TL系统。本设计的吸引力在于,由于它采用的是常见元器件,提高了可重复性,同时降低了成本。
电路运行原理基于反激概念(图1),运行期间,一只小型变压器受一只脉冲调制555非稳电路的驱动,工作频率在115kHz~300kHz。高工作频率可以使电路的整体尺寸较小,同时提供相对较高的功率输出以及良好的调节性,使输出滤波更容易做到低纹波。
实际电路中用一只MOSFET来实现开关。图1中,二极管对正的VOUT表现为正偏。将二极管和一个变压器绕组极性反向,就获得一个负的VOUT。电路工作在三个不同的相位。在相位一,开关闭合,因电流流过变压器初级,能量以磁场形式存储起来。二极管反偏,次级没有电流流过。
在相位二,开关打开,二极管变成正偏,能量从磁场传送给电容C。在相位三,能量的转储完成,在开关漏源电容中存储的任何剩余电荷都被完全释放。然后重复这个循环。
为更好地解释电路的工作原理,比较简单的办法是假定恰在时间t=0以前,滤波器电容已经放电到标称输出电压,而通过变压器初级线圈的电流为零。t=0时,开关闭合,电流开始流经初级线圈。这样就会在次级线圈上产生一个电压,极性如图1所示。由于二极管是反偏,因此没有次级电流流过,次级线圈相当于开路。变压器初级端的作用就好比一个简易装的电感器。初级电流呈线性增加,公式如下:
USB2.0标准规定了对连接设备的功率要求,即耗电最大100mA,视为小功率;耗电最大500mA,则视为大功率。本文所述电路原用于一个热致发光(TL)仪器设计,设计中的微控制器、USB接口控制器,以及10个运放均作为小功率器件,从一个USB端口获得全部电源。
设备的运行需要有高性能、低噪声拾取,使系统射频辐射尽可能低。在搭建电路以前,做过仿真与验证,然后用于TL系统。本设计的吸引力在于,由于它采用的是常见元器件,提高了可重复性,同时降低了成本。
电路运行原理基于反激概念(图1),运行期间,一只小型变压器受一只脉冲调制555非稳电路的驱动,工作频率在115kHz~300kHz。高工作频率可以使电路的整体尺寸较小,同时提供相对较高的功率输出以及良好的调节性,使输出滤波更容易做到低纹波。
实际电路中用一只MOSFET来实现开关。图1中,二极管对正的VOUT表现为正偏。将二极管和一个变压器绕组极性反向,就获得一个负的VOUT。电路工作在三个不同的相位。在相位一,开关闭合,因电流流过变压器初级,能量以磁场形式存储起来。二极管反偏,次级没有电流流过。
在相位二,开关打开,二极管变成正偏,能量从磁场传送给电容C。在相位三,能量的转储完成,在开关漏源电容中存储的任何剩余电荷都被完全释放。然后重复这个循环。
为更好地解释电路的工作原理,比较简单的办法是假定恰在时间t=0以前,滤波器电容已经放电到标称输出电压,而通过变压器初级线圈的电流为零。t=0时,开关闭合,电流开始流经初级线圈。这样就会在次级线圈上产生一个电压,极性如图1所示。由于二极管是反偏,因此没有次级电流流过,次级线圈相当于开路。变压器初级端的作用就好比一个简易装的电感器。初级电流呈线性增加,公式如下:
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