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基于TOP223Y多路单端反激式开关电源的设计方案(三)

作者:时间:2013-11-18来源:网络收藏

3.5 输出整流滤波电路

  由整流二极管、滤波电容和平波电感组成。将次级绕组的高频方波电压转变成脉动的直流电压,再通过输出滤波电路滤除高频纹波,使输出端获得稳定的直流电压。肖特基二极管正向导通损耗小、反向恢复时问短,在降低反向恢复损耗以及消除输出电压中的纹波方面有明显的性能优势,所以选用肖特基二极管作为整流二极管,参数根据最大反向峰值电压VR选择,同时二极管的额定电流应该至少为最大输出电流的3~5倍。次级绕组的反向峰值电压VSM为:

  次级绕组的反向峰值电压VSM为

  式中:Iout是输出端的额定电流,单位为A;Dmin是在高输入电压和轻载下所估计的最小占空比(估计值为0.3);V(PK-PK)是最大的输出电压纹波峰峰值,单位为mV.计算得出后考虑阈值C6取100 μF/10 V,C8取220 μF/35 V.

  第二级经LC滤波使不满足纹波要求的电压再次滤波。输出滤波电容器不仅要考虑输出纹波电压是否可以满足要求,还要考虑抑制负载电流的变化,在这里可以选择C7取22 μF/10 V,C9取10 μF/35 V.C5取经验值0.1 μF/25 V.输出滤波电感根据经验取2.2~4.7 μH,采用3.3 μH 的穿心电感,能主动抑制开关噪声的产生。

  为减少共模干扰,在输出的地与高压侧的地之间接共模抑制电容C15.

  3.6 反馈回路设计

  的反馈电路有四种类型:基本反馈电路、改进型基本反馈电路、配稳压管的光耦反馈电路、配TL431的光耦反馈电路。本设计采用电压调整率精度高的可调式精密并联稳压器TL431加线形光耦PC817A构成反馈回路。

  TL431通过电路取样电阻来检测输出电压的变化量ΔU,然后将采样电压送入TL431 的输入控制端,与TL431的2.5 V参考电压进行比较,输出电压UK也发生相应变化,从而使线性光电耦合器中的发光二极管工作电流发生线性变化,光电耦合器输出电流。

  经过光电耦合器和TL431组成的外部误差放大器,调节控制端C 的电流IC,调整占空比D(IC与D成反比),从而使输出电压变化,达到稳定输出电压的目的。

  对于电路中的反馈部分,反馈电路仅从一路输出回路引出反馈信号,其余未加反馈电路。这样,当5 V输出的负载电流发生变化时,定会影响12 V输出的稳定性。

  解决方法是给12 V输出也增加反馈电路。另外,电路中C10为TL431的频率补偿电容,可以提高TL431的瞬态频率响应。R5为光电耦合器的限流电阻,R5的大小决定控制环路的增益。电容器C13为软启动电容器,可以消除刚启动电源时芯片产生的电压过冲。

  下面主要是确定R4~R8的值:

  按照应用要求,对5 V电源要求较高,但也要兼顾12 V电源,权衡反馈量,将R7,R8的反馈权值均设置为0.6,0.4,各个输出的稳定性均得到保障和提高。

  只有5 V输出有反馈时,如R4,R7取值均为10 kΩ,此时电流IR7 =250 μA,分权后,R7分得150 μA、R8分得150 μA.根据TL431的特性知,Vo,VREF,R7,R8,R4之间存在以下关系:

  Vo,VREF,R7,R8,R4之间存在以下关系

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关键词: TOP223Y 多路 单端反激式 开关电源
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