超宽范围输入的开关电源电路设计

0 引言
开关电源基于自身的体积小巧和转换效率高的特点已在电子产品中得到了广泛的应用，特别是美国PI公司开发的TOPSwitch系列高频开关电源集成芯片的出现，使电路设计更为标准成熟、简洁便捷。但该TOPSwitch系列的集成芯片其典型输入电压设计为不高于275V的情况下工作，在工业现场，电网的电压往往受用电负载的变化而变动，特别是负载较大时情况尤其严重，另外现场环境的干扰尖峰也会叠加在输入电压上一起进入电源电路，致使在恶劣环境下正常供电的电源芯片或其它的元件极其容易损坏。超宽范围输入的电源可在输入80～400V的范围内正常工作，同时也为现场任意采用220V相电压或380V线电压，还是一次高压互感器出来的100V电压，均可直接使用提供了方便。

3基于TOP242N的多路实用开关电源的设计
本文利用了TOP242N设计了一个实用的三路输出的开关电源，其输出分别为5 V／0．6A、5V／0．1 A、15V／0．15A，电路原理图如图1所示。要求输入电压范围为交流80～400V，输出总功率约为6W左右。

1)前端电路设计
当输入电压要求为AC400V时，考虑输入时电源的波动变化为±15％，则最高输入电压将达到460V左右，此输入电压经整流滤波后，其电压可达650V左右，再考虑加上输出反馈的电压Uor和漏感形成的尖峰电压叠加后其最高电压将超过800V，而该芯片的最高电压为700V，为了保证TOP242能正常安全工作，在设计前端电路时增加了一个MOS管，让MOS管与TOP242串接，并实现与TOP管同步开关来提高整体耐压。本设计采用的MOS管是IR公司的IRFBC20，其耐压为600V，导通关断时间为几十个ns，这可以大大减少开关损耗。MOS管的通断由TOP242N控制，这样可以使MOS管和TOP242N内部的开关管时序保持一致，见图1。
2)外围控制电路设计
该电路将TOP242N的极限电流设置为内部最大值，将TOP242N设为全频工作方式，开关频率为1 32kHz，把多功能脚M与S短接。