数码相机电源DC/DC逆变电路研究

    1 引  言

    数码相机等许多小型电器需要配备干电池,然而其内部的电路系统却要求多直流电平供电工作。很明显,小型电器不可能携带多路干电池系统。因为这样既不经济也不利于产品的小型化[1~3],因而逆变技术脱颖而出。应用逆变技术可以把某一直流电平转化多个不同值的直流电平,从而满足小型电器的供电要求。数码相机一般要有+5 V、+7.5 V、+15 V、-10 V 4路电源。

    2 逆变的概念和逆变系统的构成

    逆变[4],它是对电能进行变换和控制的一种形式。通常,把交流电变成直流电的过程称为整流;完成整流功能的电路称为整流模块。与之相对应,把直流电变成交流电的过程称为逆变,完成逆变功能的电路则称为逆变模块,逆变模块的核是逆变电路,它主要进行电力电子开关动作(关断与导通)完成逆变的功能。而控制电力电子开关的通断,需要驱动脉冲,脉冲宽度也可以通过改变一个电压参考信号来调节,产生和调节脉冲的电路称为控制回路。在逆变模块中,除了逆变电路和控制回路之外,还要有输入电路、输出电路、保护电路、辅助电源,其结构如图1。

    输入电路的输入为直流电,可以是干电池或是蓄电池,如是电网整流下来的直流电,应有滤波电路和EMI对策电路。

    逆变电路就是由逆变开关器件组成的动作电路。

    输出电路一般包括EMI对策电路。

    控制回路的功能是按要求产生脉冲和调节脉冲宽度。

    辅助电源的功能是将输入电压变换成适合控制回路工作的直流电压。

    保护电路处理过压或者过流的意外电路事件。

    3 直流电源变换(DC/DC)和直流电源变换电路

    直流电源变换又称为直流-直流变换,简称DC/DC。它的作用是将直流电压变换成另一些数值(或等级)的直流电压。直流电源变换电路的主要部分是逆变模块,并在其基础上增加AC/DC转换电路和辅助电路,如图2。

    输入直流电压经逆变模块变成脉冲形式的交流电,再经逆变变压器变成若干路脉冲幅值不同的交流电,最后由整流电路变成单相电压,滤波电路使其变成平滑的直流电压。输出反馈电路的反馈信号经调节且进入脉冲宽度调节电路,再进入逆变模块,在模块里完成与输入基准电平的差动放大。基于上述的电路构成,逆变电路应用TL1451[5]双脉冲宽度调制(PWM)芯片。它内部集成两个脉冲宽度调制电路。它主要用在电源电路,TL1451内部有1个2.5 V的调控器、2个差动放大器、1个频率可调的振荡器(RT、CT两引脚调控振荡器的振荡频率)、2个比较器、低压锁存电路和2个共射极的三极管输出电路。这个开路的三极管为每个脉冲宽度调制电路提供带载能力。