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利用TOP Switch设计的开关电源

作者:时间:2012-03-15来源:网络收藏
3 利用 组成的开关电源

  如前所述,由于 已经将很多功能集成在片子内部,所以很容易利用它组成各种小功率的功率变换电路,如Flyback, Forward, Boost,Buck等等。下面以图3所示的7.5V、15W开关稳压电源为例来说明 在开关电源中的典型应用。


  该电源的交流输入电压范围为85~265Vac,经EMI滤波、整流、C2滤波之后,得到直流电压。变压器一、二次绕组的变比可以设定输出电压大小。电路刚上电时,TOP内部高压电流源直接提供控制极电流Ic,使得片子启动,电路开始工作。电路正常工作后,Ic将由提供,同时通过调节内部PWM的占空比实现对输出电压的自动调节。由偏置绕组Ns、VD3(IN4148)、电容C4、R1、光耦IC2(NEC2501-H)和稳压管VD22(N5995B)组成。Ns端电压经过VD3整流和C4滤波后,得到一个偏置电压。稳压管VD22(N5995B)、电阻R1和光耦IC2(NEC2501-H)则可通过控制光耦初级发光管的电流If实现对输出电压的调整。其中R1是VD22的限流电阻,同时又可以决定控制环路的增益。根据光耦特性,可以把光耦看作一个电流控制电流源(CCCS),次级电流Ic受初级电流If控制,且在一定的范围内,两者是成正比的,即
。所以,如果输出电压有波动,必然会引起If的同方向变化,于是引起Ic的变化使得PWM占空比往反方向变动,从而将输出电压稳定下来。比如,若是输出电压偏低了,经过稳压管的作用,的原边电流If必将降低,因而Ic也会降低。由于PWM占空比是跟Ic反方向变化的,所以占空比就会增加,从而使得输出电压升高,保持了输出电压的稳定。

  电路中除整流桥之外,所使用的二极管都是快恢复的,反向恢复
,以适应100KHz的开关频率。C5(47uF)是控制端旁路电容,可以对控制环路进行补偿,同时还决定着自动重启动的频率。并在变压器原边的VDZ1(P6KE150)是顺态电压抑制器(TVS),其嵌位电压为150V,嵌位时间为1ns,功耗不超过5W。它与反串的二极管VD1(UF4005)一起组成漏极嵌位电路,一方面可以将高频变压器漏感产生的瞬时电压嵌位在安全电压以下,同时可以作为变压器消磁回路,防止饱和。输出端接R2作为电源的假负载,可以在电路轻载或空载时依然保证良好的输出电压和调整特性,避免电压漂移。输出LC滤波器可以显著地减少开关频率的输出纹波和高频噪声,但是也可能会因为L、C的附加相移使电路不稳定。因此本电路中反馈网络的光藕连接到L1与整流器间,以避免附加相移引起不良后果。

4 应用中需要注意的问题

  1)布线时,S引脚的引线应该非常短,旁路电容应尽可能靠近S和C引脚,同时,S脚应单点接地,以避免主电路的工作电流对控制信号造成干扰。

  2)在某些条件下,从外部给控制引脚加入电压或电流,能够使TOP Switch永远保持在8个自动回复周期中的某一个周期内,并且能够防止开关电源自动重启动。

  3)在自动恢复工作过程中,当输入电压低于20V时,控制引脚电流很小,这样会增加自动恢复循环的周期。所以,应避免输入电压过低。

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