采用光电耦合器可变高压电源电路设计

　　现在有很多固定电压开关模式电源（SMPS），将几个这样的电源串联起来还可实现更高的固定电压。为了从SMPS或基于传统变压器的电源获得可调输出，需要用到线性调节器或开关模式降压转换器。对于降压转换器，可使用MOSFET或IGBT作为开关元件。通常，高侧开关会使用自举IC或脉冲变压器。市场上很少有驱动MOSFET的光电耦合器。由于它们无法提供足够的电流来对栅极电容快速充电，这些光电耦合器主要用于驱动低频MOSFET开关，例如固态继电器。

　　电路原理：开关稳压器中使用了光电耦合器（VOM1271），该耦合器具有一个内置的快速关断器件。如果将200pF栅极电容连接至IC2，则开关时间（ton与toff）分别为53μs和24μs。有鉴于此，降压转换器选择了2kHz的开关频率。此处选用了德州仪器（TI）的TL494（IC1）作为脉冲调制控制器。考虑到栅极阈值电压（VGS（th））、总栅极电荷（Qg）、漏源电压（VDS）及漏极电流（ID）等因素，本例使用了AOT7S60 MOSFET作为开关元件。由于VOM1271能够提供约8.4V的电压，VGS（th）应远低于该值；Q1的VGS（th）为3.9V，当电压为8.4V时，可实现良好的导通性能。IC2无法提供更多电流（通常为45μA）。为确保开关速度并降低开关损耗，栅极电荷应保持低值。MOSFET的Qg为8.2nC。在根据图所示进行整流和滤波后，采用降压线路变压器输出测试降压转换器。输出电压通过可变电阻器R1在5V～70V范围内连续可调。