單片開關(guān)電源的快速設(shè)計(jì)法

作者：時(shí)間：2011-05-17 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　?。?）當(dāng)Uimin′>Uimin時(shí)K>1，即PO′>PO，這表明原來選中的芯片此時(shí)已具有更大的可用功率，必要時(shí)可選輸出功率略低的芯片。當(dāng)Uimin′（3）設(shè)初級電壓為UOR，其典型值為135V。但在Uimin′85V時(shí) ，受 TOPSwitch－ II調(diào) 節(jié) 占空比能力的限制， UOR會按線性規(guī) 律降低 UOR′ 。此時(shí) 折算系數(shù) K=UOR′ /UOR1。圖 5和圖 6中的虛線表示 UOR′ /UOR與 Uimin′ 的特性曲線，利用它可以修正初級感應(yīng) 電壓值。

　　現(xiàn)將對輸出功率進(jìn)行修正的工作程序歸納如下：

　　（1）首先從圖5、圖6中選擇適用的特性曲線，然后根據(jù)已知的Uimin′值查出折算系數(shù)K。

　　（2）將PO′折算成Uimin為規(guī)定值時(shí)的等效功率PO，有公式

　　PO=PO′/K（2）

　　（3）最后從圖1～圖4中選取適用的關(guān)系曲線，并根據(jù)PO值查出合適的芯片型號以及η、PD參數(shù)值。

　　下面通過一個(gè)典型的實(shí)例來說明修正方法。

　　例4：設(shè)計(jì)12V，35W的通用開關(guān)電源

　　已知Uimin=85V，假定Uimin′=90％×115V=103.5V。從圖5中查出K=1.15。將PO′=35W、K=1.15一并代入式（2）中，計(jì)算出PO=30.4W。再根據(jù)PO值，從圖2上查出最佳選擇應(yīng)是TOP224型芯片，此時(shí)η=81.6％，PD=2W。

　　若選TOP223，則η降至73.5％,PD增加到5W，顯然不合適。倘若選TOP225型，就會造成資源浪費(fèi)，因?yàn)樗萒OP224的價(jià)格要高一些，且適合輸出40W～60W的更大功率。

　　3．2相關(guān)參數(shù)的修正及選擇

　　（1）修正初級電感量

　　在使用TOPSwitch－II系列設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，高頻變壓器以及相關(guān)元件參數(shù)的典型情況見表1，這些數(shù)值可做為初選值。當(dāng)Uimin′LP′=KLP（3）

　　查表1可知，使用TOP224時(shí)，LP=1475μH。當(dāng)K=1.15時(shí)，LP′=1.15×1475=1696μH。

　　表2光耦合器參數(shù)隨Uimin′的變化

　　最低交流輸入電壓Uimin(V) 85 195

　　LED的工作電流IF（mA） 3.5 5.0

　　光敏三極管的發(fā)射極電流IE（mA） 3.5 5.0

　?。?）對其他參數(shù)的影響

　　當(dāng)Uimin的規(guī)定值發(fā)生變化時(shí)，TOPSwitch－II的占空比亦隨之改變，進(jìn)而影響光耦合器中的LED工作電流IF、光敏三極管發(fā)射極電流IE也產(chǎn)生變化。此時(shí)應(yīng)
根據(jù)表2對IF、IE進(jìn)行重新調(diào)整。

　　TOPSwitch－II獨(dú)立于Ui、PO的電源參數(shù)值，見表3。這些參數(shù)一般不受Uimin變化的影響。

　　表3獨(dú)立于Ui、PO的電源參數(shù)值

　　獨(dú)立參數(shù) 典型值

　　開關(guān)頻率f(kHz) 100

　　輸入保護(hù)電路的箝位電壓UB(V) 200

　　輸出級肖特基整流二極管的正向壓降UF(V) 0.4

　　初始偏置電壓UFB(V) 16

　?。?）輸入濾波電容的選擇

　　參數(shù) TOP221 TOP222 TOP223 TOP224 TOP225 TOP226 TOP227

　　高頻變壓器初級電感LP(μH) 8650 4400 2200 1475 1100 880 740

　　高頻變壓器初級泄漏電感LPO(μH) 175 90 45 30 22 18 15

　　次級開路時(shí)高頻變壓器的諧振頻率fO(kHz) 400 450 500 550 600 650 700