一种小功率通用开关电源的快速设计方法

5 应用电路及其仿真

图6给出了由TOPSwitch 构成的反激式电源的原理图。其工作过程如下： 输入交流电经整流桥BR1 整流后再经电容C1 滤波，变为脉动的直流电。

反激式变压器与TOPSwitch 将存储于电容C1 的能量传递给负载。当TOPswitch 开关管导通时，电容C1两端的电压加到反激变压器的原边，流过原边绕组的电流线性增加( 如若在MOSFET 开关管导通的瞬间变压器副边电流不为零，则由于副边感应电势反向，二极管D2 截止，副边电流变为零，然而磁芯内的能量不能突变，故原边电流跃变为副边电流的1/ K,K 为变压器变比)，变压器储存能量; 当MOSFET 开关管关断时，电感原边电流由于没有回路( 此时，稳压管VR1的击穿电压因高于原变压器的感应电势而截止) 而突变为零，变压器通过副边续流，副边电流为TOPswitch 开关管关断时原边电流的K 倍，副边绕组通过二极管D2 对电容C2 充电，此后，流过变压器副边的电流线性下降。二极管D1 与稳压管VR1 并接于变压器的原边以吸收由于变压器原边的漏感而产生的高压毛刺。电阻R1、稳压管V R2、光耦U2 与电容C5 构成了电压反馈电路以保证输出电压稳定。电阻R2 与VR2 构成一假负载，以保证当电源空载或轻载时输出电压稳定。电感L1 与电容C3 构成LC 滤波器以防止输出电压脉动过大。二极管D3 与电容C4 构成一整流电路以提供光耦U2 光电三极管的偏置电压。电感L2 、电容C6 和C7 用于降低系统的电磁干扰( EMI) .

图6 反激式电源的应用原理图。

图7分别给出了输入电压220 V ( 交流)，输出功率为40 W; 输入电压85 V ( 交流)，输出功率为24 W和输入电压85 V( 交流)，输出功率为40 W 时的输出电压波形。

图7 不同电压输入条件下的电压仿真输出波形

6 结论

理论设计和仿真结果表明，基于topswitch 芯片设计的开关电源，输出波形较为稳定，而且电磁兼容性好，抗干扰能力强，适合小功率开关电源的设计制造。